Fiber optik iletişimi diğerlerinden farklı kılan nedir? Fiber optik iletişim hatları

Fiber optik hatlar, optik aralıktaki bilgileri iletmek için kullanılır. Sovyet Enformasyon Bürosu'na göre, 80'lerin sonunda fiber optik hatların kullanımının büyüme oranı %40'tı. Sendika uzmanları, bazı ülkelerin bakır çekirdeği tamamen terk edeceğini varsaydılar. Kongre, 12. beş yıllık plan için iletişim hatlarının hacminde %25'lik bir artışa karar verdi. Fiber optik geliştirmek için de tasarlanan on üçüncüsü, SSCB'nin çöküşünü gördü, ilk hücresel operatörler ortaya çıktı. Bu arada, uzmanların kalifiye personel talebinin büyümesine ilişkin tahmini başarısız oldu ...

Çalışma prensibi

Yüksek frekanslı sinyallerin artan popülaritesinin nedenleri nelerdir? Modern ders kitapları, sinyal rejenerasyonu ihtiyacında bir azalma, maliyet ve kanal kapasitesinde bir artıştan bahseder. Sovyet mühendisleri, farklı bir şekilde akıl yürüterek öğrendiler: bakır kablo, zırh, ekran, dünyanın bakır üretiminin% 50'sini,% 25'ini - kurşun. Yetersiz bilinen bir gerçek, Wardencliff kulesinin projesi olan Nikola Tesla'nın sponsorlarının terk edilmesinin ana nedeni oldu (isim, araziyi bağışlayan patronun adıyla verildi). Tanınmış bir Sırp bilim adamı, bilgi ve enerjiyi kablosuz olarak iletmek istedi ve birçok yerel bakır izabe tesisi sahibini korkuttu. 80 yıl sonra, resim çarpıcı bir şekilde değişti: insanlar demir dışı metallerden tasarruf etme ihtiyacını fark etti.

Fiber ... camdan yapılmıştır. Özellikleri değiştiren yeterli miktarda polimerle tatlandırılmış sıradan silikat. Sovyet ders kitaplarına, yeni teknolojinin popülaritesinin belirtilen nedenlere ek olarak şunlar denir:

Düşük sinyal zayıflaması, rejenerasyon ihtiyacındaki azalmanın nedeniydi.
Kıvılcım çıkarmaz, dolayısıyla yangın güvenliği, sıfır patlama tehlikesi.
Kısa devre imkansızlığı, azaltılmış bakım ihtiyacı.
Elektromanyetik girişime karşı duyarsız.
Düşük ağırlık, nispeten küçük boyutlar.

Başlangıçta, fiber optik hatların büyük otoyolları birleştirmesi gerekiyordu: şehirler, banliyöler, otomatik telefon santralleri arasında. SSCB'den uzmanlar, kablo devrimini katı hal elektroniğinin ortaya çıkışına benzettiler. Teknolojinin gelişmesi, kaçak akımlardan, çapraz konuşmadan arınmış ağlar kurmayı mümkün kılmıştır. Yüz kilometre uzunluğundaki bir bölüm, aktif sinyal rejenerasyon yöntemlerinden yoksundur. Tek modlu kablonun bobini genellikle 12 km, çok modlu - 4 km'dir. Son mil genellikle bakırla kaplıdır. Sağlayıcılar, bireysel kullanıcılara son siteler atamak için kullanılır. Yüksek hızlar yoktur, alıcı-vericiler ucuzdur, cihaza aynı anda güç sağlama yeteneği, doğrusal modların kullanım kolaylığı.

verici

Katı hal lazerleri de dahil olmak üzere yarı iletken LED'ler tipik hüzme oluşturuculardır. Tipik bir pn bağlantısı tarafından yayılan sinyalin spektrum genişliği 30-60 nm'dir. İlk katı hal cihazlarının verimliliği ancak %1 idi. Bağlı LED'lerin temeli genellikle indiyum-galyum-arsenik-fosfor yapısıdır. Cihazlar, daha düşük bir frekans (1.3 μm) yayarak, önemli bir spektrum dağılımı sağlar. Ortaya çıkan varyans, bit hızını (10-100 Mbps) ciddi şekilde sınırlar. Bu nedenle, LED'ler yerel ağ kaynakları oluşturmak için uygundur (mesafe 2-3 km).

Frekans bölmeli çoğullama, çok frekanslı diyotlar tarafından gerçekleştirilir. Bugün, kusurlu yarı iletken yapılar, spektral özellikleri önemli ölçüde iyileştiren dikey yayıcı lazerler ile aktif olarak değiştirilmektedir. hızı arttırmak. Tek sipariş fiyatı. Uyarılmış emisyon teknolojisi çok daha yüksek güçler (yüzlerce mW) getiriyor. Tutarlı radyasyon, tek modlu hatların %50 verimliliğini sağlar. Kromatik dağılımın etkisi azaltılarak bit hızını artırmanıza izin verilir.

Kısa süreli şarj rekombinasyonu, radyasyonun besleme akımının yüksek frekansları ile modüle edilmesini kolaylaştırır. Dikey olanlara ek olarak, kullanılırlar:

Geri besleme lazerleri.
Fabry-Perot rezonatörleri.

Uzun mesafeli iletişim hatlarının yüksek bit hızları, harici modülatörler kullanılarak elde edilir: elektro-absorpsiyon, Mach-Zehnder interferometreler. Harici sistemler, besleme gerilimi cıvıltısı ihtiyacını ortadan kaldırır. Ayrık sinyalin kırpılmış spektrumu iletilir. Ek olarak, diğer taşıyıcı kodlama teknikleri geliştirilmiştir:

Dörtlü Faz Kaydırmalı Anahtarlama.
Ortogonal frekans bölmeli çoğullama.
Genlik kareleme modülasyonu.

Prosedür dijital sinyal işlemcileri tarafından gerçekleştirilir. Eski teknikler yalnızca doğrusal bileşeni telafi ediyordu. Berenger, Wien serisindeki modülatörü, DAC'yi ve kesik, zamandan bağımsız Volterra serisinde modellenen amplifikatörü ifade etti. Khana, ek olarak bir polinom verici modelinin kullanılmasını önerir. Seri katsayıları her seferinde dolaylı bir öğrenme mimarisi kullanılarak bulunur. Dutel birçok yaygın varyasyon kaydetti. Faz çapraz korelasyon ve kareleme alanları, senkronizasyon sistemlerinde kusurları simüle eder. Doğrusal olmayan etkiler de aynı şekilde telafi edilir.

alıcılar

Fotodedektör, ters ışıktan elektriğe dönüşümünü yapar. Katı hal alıcılarının aslan payı indiyum-galyum-arsenik yapısını kullanır. Bazen pin-fotodiyotlar, çığ vardır. Metal-yarı iletken-metal yapılar, rejeneratörleri, kısa dalga çoklayıcıları birleştirmek için idealdir. Optoelektrik dönüştürücüler genellikle dijital bir sinyal üreten transpedans yükselticilerle desteklenir. Ardından, faz kilitli döngü frekansı ile senkronizasyon darbelerinin kurtarılması alıştırması yapın.

Işığın cam iletimi: tarih

Troposferik iletişimi mümkün kılan kırılma olgusu öğrenciler tarafından sevilmemektedir. Karmaşık formüller, ilginç olmayan örnekler, öğrencinin bilgi sevgisini öldürür. Bir ışık kılavuzu fikri uzak 1840'larda doğdu: Daniel Colladon, Jacques Babinet (Paris) kendi derslerini cazip, görsel deneylerle süslemeye çalıştı. Ortaçağ Avrupa'sındaki öğretmenler fakir para kazanıyorlardı, bu nedenle oldukça fazla para taşıyan öğrenci akını hoş bir olasılık gibi görünüyordu. Öğretim görevlileri herhangi bir şekilde dinleyicileri cezbetti. John Tyndall adında biri, 12 yıl sonra bu fikirden yararlandı, çok daha sonra bir kitap yayınladı (1870), optik yasalarını göz önünde bulundurarak:

Işık hava-su arayüzünden geçer, ışının dikeye göre kırılması gözlemlenir. Işının ortogonal çizgiye temas açısı 48 dereceyi aşarsa, fotonlar sıvıyı terk etmeyi bırakır. Enerji tamamen geri yansıtılır. Limite ortamın limit açısı denir. Su, 48 derece 27 dakikaya eşittir, silikat cam için - 38 derece 41 dakika, elmas - 23 derece 42 dakika.

19. yüzyılın başlangıcı, St. Petersburg'dan Varşova'ya 1200 km uzunluğundaki hafif telgraf hattını getirdi. Mesaj, operatörler tarafından her 40 km'de bir yeniden oluşturuldu. Mesaj birkaç saat devam etti, hava durumu ve görüş engellendi. Radyo iletişiminin ortaya çıkışı eski yöntemlerin yerini aldı. İlk optik çizgiler 19. yüzyılın sonlarına kadar uzanmaktadır. Yenilik beğenildi ... doktorlar tarafından! Bükülmüş cam elyafı, insan vücudundaki herhangi bir boşluğu aydınlatmayı mümkün kıldı. Tarihçiler, olayların gelişimi için aşağıdaki zaman çizelgesini önermektedir:

Henry Saint-René'nin fikri, televizyonu geliştirmek isteyen Yeni Dünya'nın (1920'ler) yerleşimcileri tarafından devam ettirildi. Clarence Hansell, John Logie Baird öncülük etti. On yıl sonra (1930) tıp öğrencisi Heinrich Lamm, görüntüleri cam kılavuzlarla aktarma olasılığını kanıtladı. Bilgi arayan, vücudun içini incelemeye karar verdi. Görüntü kalitesi yetersizdi ve bir İngiliz patenti alma girişimi başarısız oldu.

lifin doğuşu

Bağımsız olarak Hollandalı bilim adamı Abraham van Heel, Briton Harold Hopkins, Narinder Singh Kapani elyafı icat etti (1954). Merkezi damarı, düşük kırılma indisine sahip (havaya yakın) şeffaf bir kabukla kaplama fikrinde ilkin değeri. Yüzey çizilme koruması, iletim kalitesini büyük ölçüde iyileştirdi (mucitlerin çağdaşları, yüksek kayıplarda fiber hatların kullanılmasının önündeki ana engeli gördü). İngilizler ayrıca 10.000 fiberlik bir demet toplayarak, görüntüyü 75 cm'lik bir mesafede ileterek önemli bir katkıda bulundular Nature dergisini (1954) "Statik tarama kullanan esnek fiberskop" notu süsledi.

Bu ilginç! Narinder Singh Kapani, American Science'da (1960) bir notta fiber optik terimini ortaya attı.

1956, Basil Hirchowitz, Wilbur Peters, Lawrence Curtiss (Michigan Üniversitesi) tarafından dünyaya yeni bir esnek gastroskop getirdi. Yeniliğin özel bir özelliği, elyafların cam kılıfıydı. Elias Snitzer (1961), tek modlu bir fiber oluşturma fikrini duyurdu. O kadar ince ki, girişim deseninin yalnızca bir zerresi içeriye sığıyor. Bu fikir, doktorların (yaşayan) bir kişinin içini incelemesine yardımcı oldu. Kayıp 1 dB / m2 idi. İletişim ihtiyacı çok daha fazla uzatıldı. 10-20 dB / km'lik bir eşiğe ulaşmak gerekiyordu.

1964 dönüm noktası olarak kabul edilir: Dr. Kao tarafından uzun mesafeli iletişimin teorik temellerini tanıtan hayati bir spesifikasyon yayınlandı. Belge, yukarıdaki rakamdan kapsamlı bir şekilde yararlandı. Bilim adamı kanıtladı: en yüksek saflıkta cam, kayıpları azaltmaya yardımcı olacaktır. Alman fizikçi (1965) Manfred Börner (Telefunken Research Labs, Ulm) ilk uygulanabilir telekomünikasyon hattını tanıttı. NASA, yenilikleri kullanarak ay görüntülerini hemen alt kata iletti (gelişmeler sınıflandırıldı). Birkaç yıl sonra (1970), Corning Glass'ın üç çalışanı (konunun başlangıcına bakın), silikon oksit eritme için teknolojik döngüyü uygulayan bir patent başvurusunda bulundu. Büro metni üç yıldır değerlendiriyor. Yeni çekirdek, kanalın bant genişliğini bakır kabloya göre 65.000 kat artırdı. Dr. Cao'nun ekibi hemen hatırı sayılır bir mesafe kat etmeye çalıştı.

Bu ilginç! 45 yıl sonra (2009) Kao, Nobel Fizik Ödülü'ne layık görüldü.

Askeri bilgisayarlar (1975) ABD Hava Savunması (NORAD Bölümü, Cheyenne Dağları) yeni iletişim aldı. Optik İnternet, kişisel bilgisayarlardan çok uzun zaman önce ortaya çıktı! İki yıl sonra, 1,5 millik bir telefon hattının (Chicago banliyösü) test denemeleri 672 ses kanalını başarıyla iletti. Cam üfleyiciler yorulmadan çalıştı: 1980'lerin başında 4 dB/km fiber kullanıma sunuldu. Silisyum oksit, başka bir yarı iletken olan germanyum ile değiştirildi.

Kaliteli kablonun üretim hattı 2 m/s hızında üretilmiştir. Chemie Thomas Mensah, belirtilen limiti yirmi kat artıran bir teknoloji geliştirdi. Yenilik sonunda bir bakır kablodan daha ucuz hale geldi. Gerisi yukarıda özetlenmiştir: Yeni teknolojinin tanıtımında bir artış oldu. Tekrarlayıcı aralığı 70-150 km idi. Erbiyum iyon katkılı fiber amplifikatör, hatların yapım maliyetini önemli ölçüde azalttı. On üçüncü beş yıllık planın zamanları, gezegene 25 milyon kilometrelik fiber optik ağlar getirdi.

Fotonik kristallerin icadı, gelişmeye yeni bir ivme kazandırdı. İlk ticari modeller 2000 yılında getirildi. Yapıların periyodikliği, gücü önemli ölçüde artırmayı mümkün kıldı, fiber tasarımı, frekansı takip etmek için esnek bir şekilde ayarlandı. 2012 yılında Nippon Telgraf ve Telefon Şirketi, tek bir fiber ile 50 km'de 1 petabit/sn'ye ulaştı.

askeri sanayi

Monmouth Mesajında yayınlanan ABD askeri endüstrisinin yürüyüşünün tarihi güvenilir bir şekilde bilinmektedir. 1958'de, Fort Monmouth'taki (Birleşik Devletler Ordusu Sinyal Kolordu Laboratuvarları) kablo yöneticisi, yıldırım ve yağışın tehlikeleri hakkında rapor verdi. Yetkili, rahatsız edici araştırmacı Sam Dee Vit, ondan yeşil bakırın yerini alacak bir şey bulmasını istedi. Cevap, cam, fiber, ışık sinyallerini denemek için bir öneri içeriyordu. Ancak, Sam Amca'nın o zamanki mühendisleri sorunu çözmek için güçsüzdü.

Sıcak bir Eylül 1959'da Di Vita, Teğmen İkinci Rütbe Richard Sturzebacher'a optik bir sinyal iletebilen cam formülünü bilip bilmediğini sordu. Cevap, Alfred Üniversitesi'nden bir örnek olan silikon oksitle ilgili bilgileri içeriyordu. Malzemelerin kırılma indisini mikroskopla ölçerek Richard'ın başı ağrıdı. %60-70 cam tozu, gözleri tahriş eden, radyan ışığı serbestçe iletir. En saf camı elde etme ihtiyacını göz önünde bulunduran Sturzebacher, silikon klorür IV kullanarak modern üretim teknikleri üzerinde çalıştı. Di Vita, malzemeyi uygun buldu ve Corning cam üfleyicilerle müzakereleri hükümete bırakmaya karar verdi.

Yetkili işçileri çok iyi tanıyordu, ancak fabrikanın bir devlet sözleşmesi alması için davayı duyurmaya karar verdi. 1961 ve 1962 yılları arasında saf silikon oksit kullanma fikri araştırma laboratuvarlarına aktarıldı. Federal tahsisatlar yaklaşık 1 milyon dolardı (1963-1970 dönemi). Program, bakırın yerini hızla alan milyarlarca dolarlık bir fiber optik kablo endüstrisinin gelişmesiyle (1985) sona erdi. Di Vita, 97 yıl (ölüm yılı - 2010) yaşamış olarak sektöre danışmanlık yaparak çalışmaya devam etti.

Kablo çeşitleri

Kablo şunlardan oluşur:

Çekirdek.
Kabuk.
Koruyucu kapak.

Fiber, sinyalin tam yansımasını gerçekleştirir. İlk iki bileşenin malzemesi geleneksel olarak camdır. Bazen ucuz bir ikame bulurlar - polimer. Optik kablolar füzyon ile birleştirilir. Çekirdeği hizalamak biraz beceri gerektirecektir. 50 mikronun üzerindeki çok modlu kabloların lehimlenmesi daha kolaydır. İki küresel çeşit, mod sayısında farklılık gösterir:

Çoklu mod, kalın bir çekirdek (50 mikronun üzerinde) ile donatılmıştır.
Tekli mod çok daha incedir (10 mikrondan daha az).

Paradoks: Daha küçük kablo, uzun mesafeli iletişim sağlar. Dört çekirdekli transatlantik'in maliyeti 300 milyon dolar. Çekirdek, ışığa dayanıklı bir polimer ile kaplanmıştır. New Scientist (2013) dergisi, Southampton Üniversitesi bilim grubunun 310 metrelik bir alanı kapsayan deneylerini bir dalga kılavuzuyla yayınladı! Pasif dielektrik eleman, 77,3 Tbit / s'lik bir hız gösterdi. İçi boş tüpün duvarları bir fotonik kristalden oluşur. Bilgi akışı %99,7 ışık hızında hareket etti.

fotonik kristal elyaf

Yeni tip kablolar bir dizi borudan oluşur, konfigürasyon yuvarlak bir petek gibidir. Fotonik kristaller, doğal sedefi andırır, kırılma indisinde farklılık gösteren periyodik konformasyonlar oluşturur. Bazı dalga boyları bu tür tüplerin içinde zayıflatılır. Kablo bant genişliğini gösterir, Bragg kırılmasına maruz kalan ışın yansıtılır. Yasak bölgelerin varlığı nedeniyle, uyumlu sinyal fiber boyunca hareket eder.

Tanıtım

İletişim bugün dünyamızda önemli bir rol oynamaktadır. Ve daha önce bilgi aktarmak için bakır kablolar ve teller kullanıldıysa, şimdi optik teknolojilerin ve fiber optik kabloların zamanı gelmiştir. Şimdi dünyanın öbür ucuna telefon ederken (örneğin Rusya'dan Amerika'ya) ya da internetten en sevdiğimiz melodiyi Avustralya'da bir siteden indirirken nasıl başaracağımızı düşünmüyoruz bile. Bugün nasılsın. Ve bu, fiber optik kabloların kullanımı sayesinde olur. İnsanları birbirine bağlamak, birbirine yakınlaştırmak veya istenilen bilgi kaynağına yakınlaştırmak için kıtaları birbirine bağlamak gerekir. Şu anda, kıtalar arası bilgi alışverişi esas olarak denizaltı fiber optik kabloları aracılığıyla gerçekleştiriliyor. Şu anda, fiber optik kablolar Pasifik ve Atlantik okyanuslarının dibine döşeniyor ve neredeyse tüm dünya bir fiber iletişim sistemleri ağına "dolaşmış" (Laser Mag.-1993.-№3; Laser Focus World.- 1992.-28, №12; Telekom mag. 1993. No. 25; AEU: J. Asya Elektron Birliği. 1992. No. 5). Atlantik boyunca Avrupa ülkeleri Amerika'ya fiber hatlarla bağlı. ABD, Hawaii Adaları ve Guam adası üzerinden - Japonya, Yeni Zelanda ve Avustralya ile. Bir fiber optik iletişim hattı, Japonya ve Kore'yi Rusya'nın Uzak Doğu'suna bağlar. Batıda Rusya, Avrupa ülkeleri Petersburg - Kingisepp - Danimarka ve St. Petersburg - Vyborg - Finlandiya ile, güneyde Asya ülkeleri Novorossiysk - Türkiye ile bağlantılıdır. Aynı zamanda internet, fiber optik iletişim hatlarının gelişiminin arkasındaki ana itici güçtür.

Fiber optik ağlar şüphesiz en umut verici iletişim alanlarından biridir. Optik kanalların verimi, bakır kabloya dayalı bilgi hatlarınınkinden çok daha yüksektir.

Optik fiber, uzun mesafelerde büyük bilgi akışlarını iletmek için en gelişmiş ortam olarak kabul edilir. Bakırdan farklı olarak yaygın ve ucuz bir malzeme olan silikon dioksit bazlı kuvarstan yapılmıştır. Optik fiber, yalnızca yaklaşık 100 mikron çapında, çok kompakt ve hafiftir.

Ek olarak, optik fiber, bakır iletişim sistemlerinin tipik sorunlarından bazılarını hafifleten elektromanyetik alanlara karşı bağışıktır. Optik ağlar, daha az kayıpla uzun mesafelerde bir sinyal iletebilir. Bu teknolojinin hala pahalı olmasına rağmen, optik bileşenlerin fiyatları sürekli düşerken, bakır hatların yetenekleri sınır değerlerine yaklaşıyor ve bu yönün daha da geliştirilmesi için giderek daha fazla maliyet gerektiriyor.

Bana öyle geliyor ki, fiber optik iletişim hatları konusu şu anda alakalı, umut verici ve dikkate alınması gereken ilginç. Bu yüzden dönem ödevim için onu seçiyorum ve geleceğin FOCL için olduğunu düşünüyorum.

1. Yaratılış tarihi

Fiber optik, yaygın olarak kullanılan ve popüler bir iletişim sağlama aracı olmasına rağmen, teknolojinin kendisi basit ve uzun süredir geliştirilmiştir. Bir ışık huzmesinin yönünü kırılma yoluyla değiştirme deneyi, Daniel Colladon ve Jacques Babinet tarafından 1840'ta gösterildi. Teknolojinin pratik uygulaması ancak yirminci yüzyılda bulundu.

1920'lerde, deneyciler Clarence Hasnell ve John Berd, görüntüleri optik tüpler aracılığıyla iletme yeteneğini gösterdi.

1970 yılında Corning uzmanları tarafından optik fiberin icadı, fiber optik teknolojisinin gelişim tarihinde bir dönüm noktası olarak kabul edilir. Geliştiriciler, bir kilometrelik bir mesafede bir optik sinyalin gücünün en az yüzde birini tutabilen bir iletken oluşturmayı başardılar. Bugünün standartlarına göre, bu oldukça mütevazı bir başarıdır, ancak neredeyse 40 yıl önce, yeni bir tür kablolu iletişim geliştirmek için gerekli bir koşuldu.

E FDDI standardının ortaya çıkışıyla ilişkili ilk büyük ölçekli deneyler. Bu birinci nesil ağlar halen faaliyettedir.

E Daha ucuz bileşenlerin üretimiyle bağlantılı fiber optiklerin yoğun kullanımı. Fiber optik ağların büyüme hızı patlayıcıdır.

E Bilgi aktarım hızlarının büyümesi, dalga boyu bölmeli çoğullama teknolojilerinin ortaya çıkışı (WDM, DWDM) / Yeni tip fiberler.

2. Konsept olarak fiber optik iletişim hatları

1 Optik fiber ve türleri

Bir fiber optik iletişim hattı (FOCL), bilgilerin "optik fiber" olarak bilinen optik dielektrik dalga kılavuzları aracılığıyla iletildiği bir tür iletim sistemidir. Peki nedir?

Optik fiber, çekirdek adı verilen, kaplama adı verilen ve kırılma indisi çekirdeğinkinden farklı olan bir cam tabakası (Şekil 1) ile kaplanmış, son derece ince bir cam silindirdir. Bir fiber, bu bölgelerin çaplarıyla karakterize edilir - örneğin, 50/125, çekirdek çapı 50 um ve dış kaplama çapı 125 um olan bir fiber anlamına gelir.

Şekil 1 Fiber yapısı

Işık, çekirdek kaplama arayüzündeki ardışık toplam iç yansımalar nedeniyle fiber çekirdek boyunca yayılır; davranışı birçok yönden duvarları ayna tabakasıyla kaplı bir boruya girmiş gibi. Bununla birlikte, yansımanın oldukça verimsiz olduğu geleneksel aynaların aksine, toplam iç yansıma esasen ideale yakındır - bu, ışığın fiber boyunca minimum kayıpla uzun mesafeler boyunca yayılmasını sağlayan, aralarındaki temel farktır.

Bu şekilde yapılan bir fibere ((Şekil 2) a)) kademeli kırılma indeksi fiberi ve çok modlu denir çünkü ışık demetinin yayılması için birçok olası yol veya mod vardır.

Bu mod seti darbe dağılımına (genişleme) neden olur çünkü her mod fiberde farklı bir yol izler ve bu nedenle farklı modlar fiberin bir ucundan diğerine farklı iletim gecikmelerine sahiptir. Bu fenomenin sonucu, belirli bir fiber uzunluğu için etkili bir şekilde iletilebilecek maksimum frekansın bir sınırlamasıdır - frekansta veya fiber uzunluğundaki sınır değerlerin ötesindeki bir artış, esasen ardışık darbelerin birleşmesine yol açar ve bu da onu imkansız hale getirir. aralarında ayrım yapın. Tipik bir çok modlu fiber için bu sınır yaklaşık 15 MHz km'dir; bu, örneğin 5 MHz bant genişliğine sahip bir video sinyalinin maksimum 3 km (5 MHz x 3 km = 15 MHz km) üzerinden iletilebileceği anlamına gelir. Sinyali daha uzun bir mesafeden iletmeye çalışmak, yüksek frekansların kademeli olarak kaybolmasına neden olacaktır.

Şekil 2 Fiber optik türleri

Birçok uygulama için bu rakam kabul edilemeyecek kadar yüksektir ve daha geniş bant genişliğine sahip bir fiber tasarımı aranmıştır. Bir yol, fiber çapını çok küçük değerlere (8-9 mikron) düşürmektir, böylece sadece bir mod mümkün olur. Tek modlu olarak adlandırılan fiberler ((Şekil 2) b)) dağılımı azaltmada çok etkilidir ve sonuçta ortaya çıkan bant genişliği - birçok GHz km - onları genel telefon ve telgraf ağları (PTT) ve kablolu televizyon için ideal kılar. ağlar. Ne yazık ki, bu kadar küçük çaplı bir fiber, güçlü, hassas bir şekilde hizalanmış ve dolayısıyla nispeten pahalı bir lazer diyot yayıcı kullanılmasını gerektirir; bu da, yansıtılan hattın kısa uzunluğu ile bağlantılı birçok uygulama için çekiciliğini azaltır.

İdeal olarak, ucuz LED vericileri kullanabilmek için, tek modlu bir fiberle aynı büyüklükte ancak çok modlu bir fiberinkine benzer bir çapa sahip bir bant genişliğine sahip bir fiber gereklidir. Bir dereceye kadar, bu gereksinimler, kırılma indeksinde bir gradyan değişikliği olan çok modlu fiber tarafından karşılanır ((Şekil 2) c)). Yukarıda bahsedilen kırılma indisinde adım değişikliği olan çok modlu bir fibere benzer, ancak çekirdeğinin kırılma indisi homojen değildir - merkezdeki maksimum değerden çevredeki daha düşük bir değere sorunsuz bir şekilde değişir. Bunun iki sonucu vardır. Birincisi, ışık hafif eğimli bir yol boyunca hareket eder ve ikincisi ve daha da önemlisi, farklı modlar arasındaki yayılma gecikmesindeki farklar minimumdur. Bunun nedeni, fibere daha yüksek bir açıyla giren ve daha uzun bir yol kat eden yüksek modların, merkezden kırılma indisinin azaldığı bölgeye doğru uzaklaştıkça daha hızlı yayılması ve genellikle daha hızlı hareket etmesidir. yüksek kırılma indisi bölgesinde filamentte eksene yakın kalan modlar. Hızdaki artış, kat edilen daha büyük mesafeyi telafi eder.

Gradyan indeksli çok modlu fiberler ideal değildir, ancak yine de oldukça iyi bant genişliği sergilerler. Bu nedenle kısa ve orta uzunluktaki hatların çoğunda bu tip liflerin tercih edilmesi tercih edilir. Pratikte bu, bant genişliğinin nadiren dikkate alınması gereken bir parametre olduğu anlamına gelir.

Ancak bu durum solma için geçerli değildir. Optik sinyal, ışık kaynağı tarafından vericinin dalga boyuna bağlı bir oranda tüm fiberlerde zayıflatılır (Şekil 3). Daha önce bahsedildiği gibi, bir optik fiberin zayıflamasının genellikle minimum olduğu üç dalga boyu vardır - 850, 1310 ve 1550 nm. Bunlar şeffaflık pencereleri olarak bilinir. Çok modlu sistemler için 850nm pencere ilk ve en yaygın kullanılanıdır (en düşük maliyet). Bu dalga boyunda, kaliteli bir gradyan çok modlu fiber, yaklaşık 3 dB/km'lik bir zayıflama sergiler, bu da 3 km'nin üzerindeki mesafelerde kapalı devre bir TV sisteminde iletişimi gerçekleştirmeyi mümkün kılar.

Şekil 3 Zayıflamanın dalga boyuna bağımlılığı

1310 nm dalga boyunda, aynı fiber daha da az zayıflama gösterir - 0,7 dB / km, böylece iletişim aralığında yaklaşık 12 km'ye orantılı bir artışa izin verir. 1310 nm ayrıca, lazer diyot vericileri ile birlikte 50 km'den daha uzun iletişim hatlarının oluşturulmasına izin veren yaklaşık 0,5 dB / km'lik bir zayıflama ile tek modlu fiber optik sistemler için ilk işletim penceresidir. İkinci şeffaflık penceresi - 1550 nm - daha da uzun iletişim hatları oluşturmak için kullanılır (fiber zayıflaması 0,2 dB / km'den azdır).

2 DKK'nın Sınıflandırılması

Fiber optik kablo uzun süredir piyasada ve erken 10 Mbps Ethernet standartları tarafından bile destekleniyordu. Bunlardan ilki FOIRL (Fiber-Optik Inter-Repeater Link) ve bir sonraki - 10BaseF olarak adlandırıldı.

Bugün dünyada çeşitli amaçlar için optik kablolar üreten onlarca firma var. Bunların en ünlüsü: AT&T, General Cable Company (ABD); Siecor (Almanya); BICC Kablosu (İngiltere); Les kabloları de Lion (Fransa); Nokia (Finlandiya); NTT, Sumitomo (Japonya), Pirelli (İtalya).

FOC üretiminde belirleyici parametreler, çalışma koşulları ve iletişim hattının çıktısıdır. Çalışma koşullarına göre kablolar iki ana gruba ayrılır (Şekil 4).

Tesis içi, bina ve yapıların içine döşemek için tasarlanmıştır. Kompakt, hafiftirler ve kural olarak kısa bir tavan boşluğuna sahiptirler.

Ana hatlar, kuyularda, yerde, su altında elektrik hatları boyunca desteklerde kablo iletişiminin döşenmesi için tasarlanmıştır. Bu kablolar dış etkenlere karşı korumalıdır ve iki kilometreden fazla yapı uzunluğuna sahiptir.

İletişim hattının yüksek verimini sağlamak için, düşük zayıflamalı az sayıda (8'e kadar) tek modlu fiber içeren FOC'ler üretilir ve dağıtım ağları için kablolar, duruma bağlı olarak hem tek modlu hem de çok modlu 144'e kadar fiber içerebilir. ağ bölümleri arasındaki mesafeler.

Şekil 4 DKK Sınıflandırması

3 Fiber Optik Sinyal İletiminin Avantajları ve Dezavantajları

3.1 FOCL'nin Avantajları

Birçok uygulama için, fiber optikler bir takım avantajlar için tercih edilir.

Düşük iletim kaybı. Düşük kayıplı fiber optik kablolar, rota yükselticileri veya tekrarlayıcılar kullanmadan görüntü sinyallerinin uzun mesafelerde iletilmesine izin verir. Bu, özellikle uzun mesafeli iletim şemaları için yararlıdır - örneğin, 20 km'lik tekrarlayıcı içermeyen bölümlerin nadir olmadığı bir otoyol veya demiryolu gözetim sistemi.

Geniş bant sinyal iletimi. Optik fiberin geniş iletim bant genişliği, yüksek kaliteli video, ses ve dijital verilerin tek bir fiber optik kablo üzerinden aynı anda iletilmesine olanak tanır.

Müdahale ve müdahaleye karşı bağışıklık. Fiber optik kablonun harici elektriksel gürültüye ve parazite karşı tamamen duyarsızlığı, tesisatçıların yakındaki güç şebekelerinin vb. konumuna yeterince dikkat etmedikleri durumlarda bile sistemlerin kararlı çalışmasını sağlar.

Elektrik yalıtımı. Fiber optik kablo için elektriksel iletkenlik eksikliği, enerji santralleri veya demiryollarında olduğu gibi toprak potansiyelindeki değişikliklerle ilgili sorunların ortadan kalktığı anlamına gelir. Bu özellik ayrıca yıldırım dalgalanmaları vb. nedeniyle ekipman hasarı riskini de ortadan kaldırır.

Hafif ve kompakt kablolar. Optik fiberlerin ve fiber optik kabloların ultra küçük boyutları, tıkalı kablo kanallarına yeni bir yaşam süresi getiriyor. Örneğin, tek bir koaksiyel kablo, her biri muhtemelen 64 video kanalını ve 128 ses veya video sinyalini aynı anda taşıyabilen 24 optik kablo kadar yer kaplar.

Zamansız iletişim hattı. Fiber optik ağlar, kabloların kendisi yerine terminal ekipmanının değiştirilmesiyle daha fazla bilgi taşıyacak şekilde yükseltilebilir. Öte yandan, ağın bir kısmı veya tamamı, örneğin bir yerel alan ağı ve kapalı devre TV sistemini tek bir kabloda birleştirmek gibi tamamen farklı bir görev için kullanılabilir.

Patlama ve yangın güvenliği. Kıvılcım olmaması nedeniyle, optik fiber, yüksek riskli teknolojik süreçlere hizmet verirken kimyasal, petrol rafinerilerinde ağın güvenliğini artırır.

FOCL'nin karlılığı. Elyaf, bakırdan farklı olarak yaygın ve dolayısıyla ucuz bir malzeme olan silika bazlı silikadan yapılmıştır.

Uzun servis ömrü. Fiber zamanla bozulur. Bu, döşenen kablodaki zayıflamanın kademeli olarak arttığı anlamına gelir. Bununla birlikte, optik fiberlerin üretimi için modern teknolojilerin mükemmelliği nedeniyle, bu süreç önemli ölçüde yavaşlar ve FOC'nin hizmet ömrü yaklaşık 25 yıldır. Bu süre zarfında, birkaç nesil / alıcı verici sistem standardı değişebilir.

3.2 FOCL'nin Dezavantajları

Kurulumun yüksek karmaşıklığı. Yüksek nitelikli personel ve özel aletler. Bu nedenle, çoğu zaman, fiber optik kablo, her iki ucunda da gerekli tipte konektörlerin kurulu olduğu, farklı uzunluklarda önceden kesilmiş parçalar şeklinde satılır. Fiber optik kablo kullanımı, ışık sinyallerini elektrik sinyallerine ve bunun tersini yapan özel optik alıcılar ve vericiler gerektirir.

Fiber optik kablo, elektrik kablosundan daha az dayanıklı ve esnektir. Tipik bükülme yarıçapları yaklaşık 10 - 20 cm'dir; daha küçük bükülme yarıçaplarında merkez elyaf kırılabilir.

Fiber optik kablo, cam fiberin şeffaflığını azaltan, yani sinyal zayıflamasını artıran iyonlaştırıcı radyasyona duyarlıdır.

3. FOCL'nin elektronik bileşenleri. Bilgi aktarımı ilkesi

En genel haliyle, fiber optik iletişim sistemlerinde bilgi iletim ilkesi kullanılarak açıklanabilir (Şekil 5).

Şekil 5 Fiber optik iletişim sistemlerinde bilgi iletimi ilkesi

1 Fiber optik için vericiler

Bir fiber optik vericinin en önemli bileşeni ışık kaynağıdır (genellikle bir yarı iletken lazer veya LED (Şekil 6). Her ikisi de aynı amaca hizmet eder - fibere yüksek verimlilikle ve modüle edilmiş (yoğunluğu değiştirilmiş) yüksek frekansta eklenebilen mikroskobik bir ışık huzmesinin üretilmesi. Lazerler, LED'lerden daha yüksek ışın yoğunlukları sağlar ve daha yüksek modülasyon frekanslarına izin verir; bu nedenle genellikle telekomünikasyon veya kablolu TV gibi uzun mesafeli geniş bant hatları için kullanılırlar. Öte yandan, LED'ler daha ucuz ve daha dayanıklı cihazlardır ve ayrıca çoğu küçük ila orta ölçekli sistem için oldukça uygundur.

Şekil 6 Optik radyasyonun optik fibere dahil edilmesi için yöntemler

İşlevsel amacına (yani hangi sinyali iletmesi gerektiğine) ek olarak, bir fiber optik verici, özelliklerini belirleyen iki önemli parametre ile karakterize edilir. Biri optik çıkış gücüdür (yoğunluğu). İkincisi, yayılan ışığın dalga boyu (veya rengi). Genellikle bunlar 850, 1310 veya 1550 nm, sözde tesadüf koşulundan seçilen değerlerdir. Bir fiber optik malzemenin iletim özelliğinde "şeffaflık pencereleri".

3.2 Fiber Optik Alıcılar

Fiber optik alıcılar, fiberin ucundan yayılan son derece zayıf optik radyasyonu tespit etme ve alınan elektrik sinyalini minimum bozulma ve gürültü ile gerekli seviyeye yükseltme hayati sorununu çözmektedir. Çıkış sinyalinin kabul edilebilir bir kalitesini sağlamak için alıcının ihtiyaç duyduğu minimum radyasyon düzeyine duyarlılık denir; alıcı hassasiyeti ile verici çıkış gücü arasındaki fark, dB cinsinden izin verilen maksimum sistem kaybını belirler. LED vericili çoğu CCTV gözetim sistemi için tipik rakam 10-15 dB'dir. İdeal olarak, giriş sinyali geniş bir aralıkta değiştiğinde alıcı iyi çalışmalıdır, çünkü iletişim hattındaki zayıflamanın tam olarak ne olacağını önceden tahmin etmek genellikle imkansızdır (yani hattın uzunluğu, eklem sayısı, vb.). Birçok basit alıcı tasarımı, istenen çıkış seviyesini elde etmek için kurulum sırasında manuel kazanç kontrolünü kullanır. Bu istenmeyen bir durumdur, çünkü eskime veya sıcaklık değişiklikleri vb. nedeniyle hat zayıflaması miktarındaki değişiklikler kaçınılmazdır ve bu da kazancı periyodik olarak ayarlama ihtiyacını belirler. Tüm fiber optik alıcılar, giriş optik sinyalinin ortalama seviyesini izleyen ve alıcı kazancını buna göre değiştiren bir otomatik kazanç kontrolü kullanır. Kurulum sırasında veya çalışma sırasında herhangi bir manuel ayar gerekli değildir.

fiber optik iletişim kablosu

4. Fiber optik iletişim hatlarının kapsamı

Fiber optik iletişim hatları (FOCL), analog ve dijital sinyallerin uzun mesafelerde iletilmesine izin verir. Ayrıca bina içi gibi daha kısa, daha yönetilebilir mesafelerde kullanılırlar. İnternet kullanıcılarının sayısı artıyor - ve ara bağlantı için fiberin kullanıldığı yeni veri işleme merkezleri (DPC'ler) hızla inşa ediyoruz. Gerçekten de, sinyalleri 10 Gbit / s hızında iletirken, maliyetler "bakır" hatların maliyetlerine benzer, ancak optikler çok daha az enerji tüketir. Yıllardır, fiber ve bakır yandaşları kurumsal ağlarda öncelik için birbirleriyle savaştılar. Boşa zaman!

Aslında, esas olarak bakıra göre yukarıdaki avantajlar nedeniyle, optiğin uygulama alanları giderek daha fazla hale gelmektedir. Fiber optik ekipman, örneğin ameliyathanelerde yerel video sinyallerini değiştirmek için tıbbi kurumlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Optik sinyallerin elektrikle hiçbir ilgisi yoktur, bu da hasta güvenliği için idealdir.

Fiber optik teknolojileri, iletilen verilerin dışarıdan okunması zor hatta imkansız olduğu için ordu tarafından da tercih edilmektedir. Fiber optik iletişim hatları, gizli bilgilerin yüksek derecede korunmasını sağlar, yüksek çözünürlüklü grafikler ve videolar gibi sıkıştırılmamış verilerin piksel hassasiyetiyle aktarılmasına olanak tanır. Optik, tüm kilit alanlara nüfuz etti - aşırı çalışma koşullarına sahip bölgelerdeki gözetim sistemleri, sevk ve durum merkezleri.

Ekipman maliyetinin düşürülmesi, optik teknolojilerin geleneksel olarak bakır alanlarında - otomatik proses kontrol sistemleri (APCS) düzenlemek için büyük endüstriyel işletmelerde, enerji sektöründe, güvenlik ve video gözetim sistemlerinde kullanılmasını mümkün kılmıştır. Uzun mesafelerde büyük bir bilgi akışını iletme yeteneği, kablo hatlarının uzunluğunun birkaç kilometreye ulaşabileceği neredeyse tüm endüstri alanlarında optiği ideal olarak uygun ve talep görür hale getirir. Bükümlü çift için mesafe 450 metre ile sınırlıysa, optik için ve 30 km sınır değildir.

Fiber optik iletişim hatlarının kullanımına bir örnek olarak, tipik bir elektrik santralindeki kapalı devre video gözetim güvenlik sisteminin bir tanımını vermek istiyorum. Bu konu, Rusya Federasyonu Hükümeti tarafından terörle mücadeleye ilişkin bir kararnamenin ve korunması gereken hayati nesnelerin bir listesinin kabul edilmesinden sonra, son zamanlarda özellikle alakalı ve talep görmektedir.

5. Fiber optik TV gözetim sistemleri

Sistem geliştirme süreci genellikle iki bileşen içerir:

Gerekli fonksiyon(lar)a, mevcut veya sunulan fiberlerin tipi ve sayısına ve maksimum iletim mesafesine göre iletim yolunun uygun aktif bileşenlerinin seçimi.

Ana kablo türleri ve özellikleri, bağlantı kutuları, fiber patch paneller dahil olmak üzere pasif fiber altyapı tasarımları.

1 Bir video gözetim iletim yolunun bileşenleri

Her şeyden önce, sistem özelliklerini karşılamak için gerçekte hangi bileşenler gereklidir?

Sabit kamera sistemleri - Bu sistemler son derece basittir ve genellikle minyatür bir fiber optik vericiden ve modüler veya rafa monte edilebilir bir alıcıdan oluşur. Verici genellikle doğrudan kamera gövdesine monte edilecek kadar küçüktür ve bir koaksiyel bayonet konektörü, 'ST' optik konektörü ve düşük voltajlı bir güç kaynağını (tipik olarak 12V DC veya AC) bağlamak için terminallerle donatılmıştır. Tipik bir elektrik santralinin gözetim sistemi, sinyalleri merkezi kontrol odasına iletilen bu tür birkaç düzine kameradan oluşur; bu durumda alıcılar, ortak bir güç kaynağına sahip standart bir 19 inç 3U kart üzerine rafa monte edilir.

PTZ cihazlarına sahip kontrollü kameralara dayalı sistemler - kamera kontrol sinyallerini iletmek için ek bir kanal gerektiğinden bu tür sistemler daha karmaşıktır. Genel olarak konuşursak, bu tür kameralar için iki tür uzaktan kumanda sistemi vardır - uzaktan kumanda sinyallerinin (merkez istasyondan kameralara) tek yönlü iletimini gerektiren ve çift yönlü iletimi gerektiren. Çift yönlü iletim sistemleri, her kameranın her bir kontrol sinyalinin alındığının onayını almasına izin verdiği ve dolayısıyla daha fazla doğruluk ve kontrol güvenilirliği sağladığı için giderek daha popüler hale geliyor. Bu grupların her birinde, RS232, RS422 ve RS485 dahil olmak üzere çok çeşitli arabirim gereksinimleri vardır. Diğer sistemler dijital bir arabirim kullanmazlar, ancak telefondaki çift frekanslı tonlu aramaya benzer şekilde, verileri bir analog kanal üzerinden bir dizi bip sesi olarak iletirler.

Şekil 6 Bir fiber üzerinden PTZ cihazının uzaktan kontrolü için sinyallerin iletimi

Bu sistemlerin tamamı uygun ekipmanlar kullanılarak fiber optik kablolar ile çalışabilmektedir. Normal şartlar altında, fiberdeki dağınık yansımalar nedeniyle karşılıklı girişim meydana geldiğinden, optik sinyallerin bir fiber boyunca zıt yönlerde eşzamanlı iletimi istenmez. Kapalı devre TV sistemlerinde bu efekt, kamera kontrolleri etkinleştirildiğinde görüntüde parazit oluşturur.

Karşılıklı girişime neden olmayan tek bir fiber üzerinden çift yönlü iletim elde etmek için fiberin farklı uçlarındaki vericilerin farklı dalga boylarında, örneğin sırasıyla 850 nm ve 1300 nm'de çalışması gerekir (Şekil 6). ). Fiberin her bir ucuna bir dalga boyu bölmeli çoklayıcı (WDM) kuplörü bağlanır ve her alıcının fiberin karşı ucundaki vericiden yalnızca doğru dalga boyunda (örneğin 850 nm) ışık almasını sağlar. Yakın uçtaki vericiden istenmeyen yansımalar “yanlış” aralıktadır (yani 1300 nm) ve buna göre reddedilir.

Ek özellikler - sabit bir kamera veya bir PTZ kamera seçimi çoğu kapalı devre TV gözetim sisteminin gereksinimlerini karşılasa da, örneğin genel bildirim için ses bilgilerinin iletilmesi, yardımcı uzak bir gönderi ile tüketiciye veya interkom iletişimine mesajlar ... Öte yandan, bir yangın veya yabancıların ortaya çıkması durumunda tetiklenen sensörlerin kontakları, entegre güvenlik sisteminin bir parçası olabilir. Bu sinyallerin tümü, fiber optik üzerinden iletilebilir - ya ağ tarafından kullanılanla aynısı veya bir diğeri üzerinden.

2 Video çoğullama

Tek bir tek modlu fiberde 64 adede kadar video ve 128 adede kadar ses veya dijital veri sinyali çoğullanabilir veya çok modda biraz daha az olabilir. Bu bağlamda, çoğullama, genellikle terim olarak adlandırılan düşük çerçeve veya bölünmüş ekran görüntüsü yerine, tam ekran video sinyallerinin gerçek zamanlı olarak eşzamanlı iletimini ifade eder.

Birçok sinyali ve ek bilgiyi birden fazla optik fiber üzerinden taşıma yeteneği, özellikle fiber optik kablo sayısını en aza indirmenin genellikle hayati önem taşıdığı otoyollar veya demiryolları gibi uzun mesafelerdeki CCTV gözetim sistemleri için çok değerlidir. Daha kısa mesafeler ve oldukça dağınık kameralar içeren diğer uygulamalar için faydalar daha az belirgindir ve ilk olarak her video sinyali için ayrı bir fiber hat kullanılması düşünülmelidir. Çoğullama yapıp yapmama seçimi oldukça karmaşıktır ve yalnızca sistem topolojisi, genel maliyetler ve son fakat en az değil, ağ hatası toleransı dahil olmak üzere tüm hususlar dikkate alındıktan sonra yapılmalıdır.

3 Kablo altyapısı

İletim yolu için gereksinimler belirlendikten sonra, yalnızca kabloların kendisini değil, aynı zamanda tüm yardımcı bileşenleri - bağlantı kutuları, kablo uzatma panelleri, baypas kablolarını içeren kablo fiber optik ağının altyapısı geliştirilir.

İlk görev, yolun bileşenlerini seçme aşamasında belirlenen optik fiber sayısı ve tipi seçiminin doğruluğunu teyit etmektir. Sistem çok uzun değilse (yani, yaklaşık 10 km'den uzun değilse) ve video sinyallerinin multipleks iletimini içermiyorsa, büyük olasılıkla en iyi seçim, eğimli 50/125 mikron veya 62.5/125 mikron çok modlu fiber olacaktır. kırılma indisi. Geleneksel olarak, kapalı devre TV sistemleri için 50/125 mikron fiber ve yerel bilgisayar ağları için - 62.5 / 125 mikron seçilir. Her durumda, her biri bu görevlerin her biri için uygundur ve genel olarak çoğu ülkede her iki amaç için 62,5 / 125 µm fiber kullanılır.

Gerekli fiber sayısı, kameraların sayısına ve göreli konumuna ve tek yönlü veya çift yönlü uzaktan kumanda veya çoğullamanın kullanılmasına bağlı olarak belirlenebilir. Borulardan beri. Dış kanallara yönlendirilecek kablolar genellikle ya alüminyum banttan (kuru içi boş borular) ya da su itici dolgudan (jel dolgulu kablolar) su geçirmezdir. Yangın güvenlik kablosu.

Birçok kısa mesafeli CCTV sistemi, her bir kameradan kontrol odasına tek bir kablo parçasının geçtiği bir yıldız konfigürasyonuna sahiptir. Bu tür sistemler için en uygun kablo tasarımı, sırasıyla video iletimi ve uzaktan kumanda için iki fiber içerecektir. Bu konfigürasyon kablo için %100 boşluk payı sağlar, çünkü gerekirse hem video hem de uzaktan kumanda sinyalleri aynı fiber üzerinden iletilebilir. Daha fazla dallanmış ağ, ters çevrilmiş dal ve ağaç topolojisinin kullanımından yararlanabilir (Şekil 7). Bu ağlarda, iki telli bir fiber optik kablo, her kameradan tek bir çok telli kablo oluşturmak üzere bağlandıkları yerel bir "göbek"e gider. Göbeğin kendisi, geleneksel tüm hava koşullarına uygun bağlantı kutusundan çok daha karmaşık değildir ve genellikle kameralardan birinin ekipman gövdesiyle birleştirilebilir.

Mevcut bir kabloya fiber optik hatlar eklenirken maliyet artışı göz ardı edilebilir, özellikle ilgili kamu işlerinin maliyeti ile karşılaştırıldığında, kapasite marjı olan kabloların döşenme olasılığı ciddiye alınmalıdır.

Fiber optik hendek kabloları çelik tel takviyesi içerebilir. İdeal olarak, tüm kablolar, yerel yönetmelikleri karşılamak için, harici kablo kanallarına veya doğrudan hendeklere kurulum için tasarlanmış, düşük duman emisyonlu alev geciktirici malzemelerden yapılmalıdır, genellikle bir veya daha fazla fiberde 2 ila 24 fiber içeren içi boş boru tasarımı.

Şekil 7 Fiber optik ağaç topolojisi

Kontrol odasında, giriş fiber optik kablosu genellikle her fiberin kendi bireysel 'ST' konektörüne sahip olduğu 19" rafa monte edilmiş bir arayüz kutusuna gelir. optik fiberin dikkatli bir şekilde kullanılması (örneğin, yarıçapı 10 fiber çapından daha az olan bir fiberi bükmeyin) ve genel hijyen (yani temizlik) ihtiyacının anlaşılması.

4
Optik Kayıp Bütçesi

Optik kayıp bütçesinin geliştirme sürecinde bu kadar geç bir aşamada hesaplanması garip görünebilir, ancak aslında ancak kablolama altyapısı tam olarak tanımlandıktan sonra herhangi bir doğrulukla hesaplanabilir. Hesaplamanın amacı, en kötü durum sinyal yolu (genellikle en uzun) için kaybı belirlemek ve iletim yolu için seçilen ekipmanın makul bir marjla elde edilen sınırlar içinde kalmasını sağlamaktır.

Hesaplama oldukça basittir ve kablodaki zayıflama (dB / km x km cinsinden uzunluk) artı her iki konektör ve eklemlerdeki kayıp dahil olmak üzere yolun tüm bileşenlerinin desibel cinsinden kayıplarının olağan toplamından oluşur. En büyük zorluk, üreticinin belgelerinden gerekli kayıp rakamlarını çıkarmaktır.

Elde edilen sonuca bağlı olarak, kabul edilebilir kayıpları sağlamak için iletim yolu için seçilen ekipmanın yeniden değerlendirilmesi gerekebilir. Örneğin, geliştirilmiş optik parametrelere sahip ekipman sipariş etmek gerekli olabilir ve böyle bir ekipman mevcut değilse, kayıpların daha az olduğu, daha uzun dalga boyuna sahip bir şeffaflık penceresine geçiş yapılması düşünülmelidir.

5 Sistemin test edilmesi ve devreye alınması

Çoğu fiber yükleyici, görevlendirilen bir fiber ağ için optik test sonuçları sağlar. Asgari olarak, her fiber için uçtan uca optik güç iletim ölçümlerini içermelidirler - bu, elektrik sinyali çoklayıcılı geleneksel bir bakır ağ için süreklilik kontrolüne eşdeğerdir. Bu sonuçlar dB cinsinden hat kaybı olarak rapor edilir ve iletim yolu için seçilen ekipmanın teknik verileriyle doğrudan karşılaştırılabilir. Fiber hatlarda, özellikle de vericilerde meydana gelen kaçınılmaz yaşlanma süreçleri için minimum 3 dB kayıp marjının (donanım taahhüt edilen eksi ölçülen değer) 3 dB olması genellikle normal kabul edilir.

Çözüm

Çoğu zaman uzmanlar, fiber optik çözümlerin bakır olanlardan çok daha pahalı olduğu görüşündedir. Çalışmamın son bölümünde, yukarıda söylenenleri özetlemek ve bunun böyle olup olmadığını 3M Volution şirketinin optik çözümlerini 6. kategorideki tipik bir ekranlı sistemle karşılaştırarak bulmaya çalışmak istiyorum. en yakın çok modlu optik

Tipik bir sistemin maliyetinin yaklaşık hesaplanması, 24 bağlantı noktalı bir bağlantı panelinin (abone başına), abone ve bağlantı kablolarının, bir abone modülünün ve 100 metre başına yatay bir kablonun maliyetinin fiyatını içeriyordu ( bkz. Tablo 1).

Tablo 1 6. kategorideki "bakır" ve optik için SCS abone portunun maliyetinin hesaplanması

Bu basit hesaplama, bir fiber optik çözümün maliyetinin, Kategori 6 bükümlü çift çözümünden sadece %35 daha fazla olduğunu gösterdi, bu nedenle, yüksek optik maliyeti hakkındaki söylentiler biraz abartılı. Ayrıca, bugün ana optik bileşenlerin maliyeti, 6. kategorideki korumalı sistemlerle karşılaştırılabilir veya hatta daha düşüktür, ancak ne yazık ki, hazır optik yama ve abone kabloları hala bakır analoglarından birkaç kat daha pahalıdır. Bununla birlikte, herhangi bir nedenle yatay alt sistemdeki abone kanallarının uzunluğu 100 m'yi aşarsa, optikten başka bir alternatif yoktur.

Aynı zamanda, optik fiberin düşük zayıflaması ve çeşitli elektromanyetik parazitlere karşı "bağışıklığı", onu bugünün ve geleceğin kablo sistemleri için ideal bir çözüm haline getirir.

Hem omurga hem de yatay kablolama için fiber kullanan yapısal kablolama sistemleri, müşterilere bir dizi önemli avantaj sunar: daha esnek yapı, daha az bina ayak izi, daha yüksek güvenlik ve daha iyi yönetilebilirlik.

Optik fiberin işyerlerinde kullanılması, gelecekte Gigabit ve 10 Gigabit Ethernet gibi yeni ağ protokollerine minimum maliyetle geçiş yapılmasına olanak sağlayacaktır. Bu, fiber optik teknolojisindeki son gelişmeler sayesinde mümkündür: geliştirilmiş optik performans ve bant genişliğine sahip çok modlu fiber; daha az zemin alanı ve daha az kurulum gerektiren küçük form faktörlü optik konektörler; dikey boşluklu düzlem lazer diyotları, düşük maliyetle uzun mesafeli veri iletimi sağlar.

Çok çeşitli optik kablolama çözümleri, bakırdan tamamen optik yapılı kablolamaya sorunsuz, uygun maliyetli bir geçiş sağlar.

kullanılmış literatür listesi

1. Guk M. Donanım yerel ağları / M. Guk - SPb: Yayınevi "Peter", 2000.-572s.

Telekom ve telekom operatörleri için çözümler

Enerji. Elektrik Mühendisliği. Bağlantı.

optik kablolar

Rodina O.V. Fiber optik iletişim hatları / O.V. Anavatan - M.: Yardım hattı, 2009.-400c.

Modern dünyada, iletişim ihtiyaçları sürekli büyüyor. Tüketiciler her zamankinden daha yüksek iletim hızları, iletişim kalitesi ve yayın içeriği (örneğin, dijital televizyonun kalitesi) arıyorlar. Sağlayıcılar - kablolu İnternet, kablosuz İnternet (Wi-Fi), IP telefonu, dijital televizyon hizmetleri sağlayan şirketler - iletişim hatlarının yeteneklerini genişletmeleri gerekir. Bu ve diğer birçok telekomünikasyon alanı hakkında rcsz-tcc.ru web sitemizden bilgi edinebilirsiniz.

Sıradan bükümlü çifte dayalı kanallar, iletişim hatlarının uzunluğu ve üzerlerinde ağır yük (çok sayıda abone) olduğunda hızı sınırlar. Çözüm en modern hatlarda bulundu - optik. Başka bir şekilde Fiber Optik İletişim Hatları (FOCL) olarak da adlandırılırlar. Bu tür hatların avantajı nedir ve nasıl elde edilir?

İlk olarak, biraz tarih. İlk kez, bir ışık sinyalinin iletimi üzerine bir deney yapıldı ve Daniel Colladon ve Jacques Babinet tarafından uzak 1840'ta sunuldu. Ancak teknolojinin ilk pratik uygulaması ancak yirminci yüzyılda gerçekleşti. 1952'de fizikçi Narinder Singh Kapany, optik fiberin yaratılmasını ateşleyen birkaç çalışma yürütebildi. Narinder, optik bir dalga kılavuzunu temsil eden bir camsı elyaf demeti yarattı (dalga kılavuzu, sinyaller için bir kılavuz sistemdir). Fiberin ortası, kaplamadan daha düşük bir kırılma indisine sahiptir. Bu durumda sinyal tamamen çekirdekten geçecek ve kaplamadan çekirdeğe geri yansıtılacaktır. Böylece kabuk bir ayna görevi görür. Bu tür fiberlerin icadından önce sinyal hattın sonuna ulaşmıyordu. Artık sorun çözülmüş sayılabilir. 1970 yılında Corning tarafından, bir telefon sinyali için bir bakır telin zayıflaması açısından daha düşük olmayan bir optik fiber yapma yönteminin keşfi, fiber optik iletişim tarihinde bir dönüm noktası olarak kabul edilir.

Optik iletişimin elektriksel iletişimden birçok avantajı vardır.... İlk olarak, çok yüksek iletim frekansları nedeniyle geniş bir bant genişliği, bilgilerin birkaç Tbit / s hızında iletilmesine izin verir. İkincisi, düşük sinyal zayıflaması, röle istasyonları olmadan 100 kilometre veya daha fazla otoyol inşa etmeyi mümkün kılar. Örneğin, Transatlantik Optik Otoyolu tek bir tekrarlayıcı olmadan yapılmıştır. Üçüncüsü, FOCL, diğer kablo sistemlerinden farklı olarak, komşu radyo vericilerinden, diğer iletim hatlarından, hatta hava koşullarından kaynaklanabilecek herhangi bir dış parazite karşı dayanıklıdır. En önemli faydalarından biri bilgi güvenliğidir. Bir fiber optik iletişim hattına bağlanmak ve bilgileri kesmek mümkün değildir - hat zarar görür ve bunu düzeltmek kolaydır. Çünkü optik fiber bir dielektriktir, böyle bir hattan yangın olasılığı tamamen dışlanır, bu da yangın riski yüksek olan işletmelerde önemlidir. Ve elbette, fiber optik iletişim hattının hizmet ömrü 25 yıl veya daha fazladır.

Bu tür hatlardaki verici (bilgi sinyalinin oluşturucusu), entegral teknoloji kullanılarak yapılanlar da dahil olmak üzere, çoğunlukla şu anda lazerlerdir. Alıcılar fotodetektör diyotlardır. Bu cihazlar, fiber optik iletişim hatlarının ana dezavantajını oluşturur - aktif elemanların maliyeti. Optik hatların ikinci önemli dezavantajı, yüksek hizmet maliyetidir. Fiber koptuğunda, kurtarma maliyeti bakır veya diğer hatlar koptuğunda olduğundan çok daha yüksektir. Aynı zamanda, ana hatlarda kırılmalara izin verilmez (kaynak yerleri önemli ölçüde zayıflamaya neden olur), bu nedenle büyük bölümlerin yeni elyafla değiştirilmesi gerekir. FOCL'nin yalnızca kısa mesafelerde, bir ilçe veya küçük bir kasaba içinde onarılması önerilir.

Fiber optik teknolojisi sürekli gelişiyor - bu geleceğin teknolojisi. Ve en gelişmiş yenilikleri her zaman rcsz-tcc.ru web sitemizden okuyabilirsiniz.

Fiber optik iletişim- fiber optik kablolara dayalı iletişim. FOCL (fiber optik iletişim hattı) kısaltması da yaygın olarak kullanılmaktadır. Bilgisayar sistemlerinden uzun mesafelerdeki iletişim yapılarına kadar insan faaliyetinin çeşitli alanlarında kullanılır. Bugün telekomünikasyon hizmetleri sağlamak için en popüler ve etkili yöntemdir.

Bir optik fiber, merkezi bir ışık iletkeninden (çekirdek) - başka bir cam tabakasıyla çevrili bir cam elyaftan - çekirdekten daha düşük bir kırılma indisine sahip bir kaplamadan oluşur. Çekirdek boyunca yayılan ışık ışınları, kabuğun örtü tabakasından yansıyarak sınırlarının ötesine geçmez. Optik fiberde, ışık demeti genellikle bir yarı iletken veya diyot lazer tarafından oluşturulur. Kırılma indisinin dağılımına ve çekirdek çapının boyutuna bağlı olarak, fiber optik tek modlu ve çok modlu olarak ayrılır.

fiber optik nii iletişimi (FOCL) - optik (ışık) aralığında bilgi iletmek için tasarlanmış, fiber optik kabloya dayalı bir sistem. GOST 26599-85 uyarınca, FOCL terimi FOCL (fiber-optik iletim hattı) ile değiştirildi, ancak günlük uygulamada FOCL terimi hala kullanılıyor, bu yüzden bu makalede buna bağlı kalacağız.

FOCL iletişim hatları (doğru şekilde kurulmuşlarsa), tüm kablo sistemleriyle karşılaştırıldığında, çok yüksek güvenilirlik, mükemmel iletişim kalitesi, geniş bant genişliği, amplifikasyon olmadan çok daha uzun uzunluk ve elektromanyetik parazite karşı neredeyse %100 bağışıklık ile ayırt edilir. Sistem dayanmaktadır fiber optik teknolojisi- ışık bilgi taşıyıcı olarak kullanılır, iletilen bilginin türü (analog veya dijital) önemli değildir. Çalışmada, esas olarak kızılötesi ışık kullanılır, iletim ortamı fiberglastır.

FOCL Kapsamı

Fiber optik kablo, 40 yılı aşkın bir süredir iletişim ve bilgi iletimi için kullanılmaktadır, ancak yüksek maliyeti nedeniyle nispeten yakın zamanda yaygın olarak kullanılmaya başlanmıştır. Teknolojilerin gelişmesi, üretimi daha ekonomik ve kablonun maliyetini daha uygun hale getirmeyi mümkün kıldı ve teknik özellikleri ve diğer malzemelere göre avantajları, ortaya çıkan tüm maliyetleri hızla karşılıyor.

Şu anda, bir tesiste düşük akımlı sistemler kompleksi kullanıldığında (bilgisayar ağı, ACS, video izleme, hırsız ve yangın alarmları, çevre güvenliği, televizyon vb.), fiber kullanmadan yapmak mümkün değildir. -optik iletişim hatları. Yalnızca bir fiber optik kablonun kullanılması, tüm bu sistemlerin aynı anda kullanılmasını mümkün kılar, doğru kararlı çalışmayı ve işlevlerinin performansını sağlar.

FOCL, özellikle çok katlı binalarda, uzun binalarda ve bir grup nesneyi birleştirirken tasarım ve kurulumda giderek artan bir şekilde temel bir sistem olarak kullanılmaktadır. Yalnızca Fiber optik kablolar yeterli hacim ve bilgi aktarımı hızı sağlayabilir. Her üç alt sistem de fiber optik bazında gerçekleştirilebilir; iç karayolları alt sisteminde optik kablolar, bükümlü çift kablolarla eşit sıklıkla kullanılır ve dış karayolları alt sisteminde baskın rol oynarlar. Dış mekan kabloları ve iç mekan kabloları için fiber optik kablolar ile yatay kablolama iletişimi için bağlantı kabloları, bireysel işyerlerini donatma, binaları birbirine bağlama arasında bir ayrım yapılır.

Nispeten yüksek maliyete rağmen, fiber kullanımı giderek daha haklı hale geliyor ve giderek daha fazla kullanılıyor.

Avantajlar fiber optik iletişim hatları (FOCL) geleneksel "metal" iletim araçlarının önünde:

Geniş bant genişliği;
Hafif sinyal zayıflaması, örneğin 10 MHz'lik bir sinyal için, bir RG6 koaksiyel kablo için 30 dB / km'ye kıyasla 1,5 dB / km olacaktır;
Optik fiber bir dielektrik olduğundan ve hattın verici ve alıcı ucu arasında elektriksel (galvanik) izolasyon oluşturduğundan, "toprak döngülerinin" meydana gelme olasılığı hariç tutulur;
Optik ortamın yüksek güvenilirliği: optik fiberler oksitlenmez, ıslanmaz, elektromanyetik etkilere maruz kalmaz
Sinyal taşıyıcı hafif olduğu ve tamamen fiber optik kablonun içinde kaldığı için bitişik kablolarda veya diğer fiber optik kablolarda parazite neden olmaz;
Fiberglas, harici sinyallere ve elektromanyetik parazite (EMI) karşı kesinlikle duyarsızdır, kablonun nerede çalıştığı (110 V, 240 V, 10.000 V AC) veya megawatt vericiye çok yakın olduğu önemli değildir. Kablodan 1 cm uzaklıkta bir yıldırım düşmesi herhangi bir parazit oluşturmaz ve sistemin çalışmasını etkilemez;
Bilgi güvenliği - fiber optik hakkındaki bilgiler "noktadan noktaya" iletilir ve yalnızca iletim hattındaki fiziksel müdahale ile gizlice dinlenebilir veya değiştirilebilir
Fiber optik kablo daha hafif ve daha küçüktür - aynı çaptaki elektrik kablosundan daha uygun ve döşenmesi daha kolaydır;
Sinyal kalitesine zarar vermeden kablo branşmanı yapmak mümkün değildir. Sistemde herhangi bir kurcalama, hattın alıcı ucunda hemen algılanır, bu özellikle güvenlik sistemleri ve video gözetimi için önemlidir;
Fiziksel ve kimyasal parametreleri değiştirirken yangın ve patlama güvenliği

Kablonun maliyeti her geçen gün azalıyor, kalitesi ve yetenekleri, fiber optik iletişim hatlarına dayalı düşük akımlı kablolar inşa etme maliyetlerinin önüne geçmeye başlıyor.

Herhangi bir sistem gibi ideal ve mükemmel çözümler yoktur, FOCL'nin dezavantajları vardır:

Fiberglasın kırılganlığı - kablo kuvvetli bir şekilde bükülürse, mikro çatlakların oluşması nedeniyle fiberler kırılabilir veya bulanıklaşabilir. Bu riskleri ortadan kaldırmak ve en aza indirmek için kablo takviye yapıları ve örgüler kullanılmaktadır. Kabloyu kurarken, üreticinin tavsiyelerine uymak gerekir (özellikle izin verilen minimum bükülme yarıçapının standartlaştırıldığı yerlerde);
Bir kopukluk durumunda bağlantının karmaşıklığı - özel bir araç ve sanatçının niteliklerini gerektirir;
Hem elyafın hem de FOCL bileşenlerinin gelişmiş üretim teknolojisi;
Sinyal dönüşümünün karmaşıklığı (arayüz ekipmanında);
Optik terminal ekipmanının göreceli yüksek maliyeti. Ancak, ekipman mutlak anlamda pahalıdır. Fiber optik iletişim hatları için fiyat-bant genişliği oranı diğer sistemlerden daha iyidir;
Radyasyona maruz kalma nedeniyle lif bulanıklığı (ancak yüksek radyasyon direncine sahip katkılı lifler mevcuttur).

Fiber optik iletişim sistemlerinin kurulumu, diğer iletim yollarının aksine, kablonun sonlandırılması özel aletlerle, özel doğruluk ve beceriyle yapıldığından, yükleniciden uygun bir yeterlilik seviyesi gerektirir. Yönlendirme ve anahtarlama sinyalleri için ayarlar özel nitelikler ve beceri gerektirir, bu nedenle bu alanda paradan tasarruf etmemeli ve profesyoneller için fazla ödeme yapmaktan korkmamalısınız, sistem arızalarını ortadan kaldıracak ve yanlış kablo kurulumunun sonuçları daha pahalıya mal olacaktır.

Fiber optik kablonun çalışma prensibi.

Işık kullanarak bilgi iletme fikri, işin fiziksel prensibinden bahsetmemek, çoğu sıradan insan için tamamen açık değildir. Bu konuya derinlemesine girmeyeceğiz, ancak fiberin ana çalışma mekanizmasını açıklamaya ve bu tür yüksek performans göstergelerini haklı çıkarmaya çalışacağız.

Fiber optik kavramı, ışığın yansıması ve kırılmasının temel yasalarına dayanmaktadır. Fiberglas yapısı nedeniyle ışık ışınlarını fiberin içinde tutabilir ve kilometrelerce yol boyunca bir sinyal iletirken “duvarlardan geçmesini” engelleyebilir. Üstelik ışık hızının daha yüksek olduğu da bir sır değil.

Fiber optik, toplam yansıma meydana geldiğinde maksimum geliş açısında kırılma etkisine dayanır. Bu fenomen, bir ışık ışını yoğun bir ortamdan çıkıp belirli bir açıyla daha az yoğun bir ortama girdiğinde meydana gelir. Örneğin, tamamen hareketsiz bir su yüzeyi düşünelim. Gözlemci suyun altından bakar ve görüş açısını değiştirir. Belirli bir anda, görüş açısı, gözlemcinin su yüzeyinin üzerindeki nesneleri göremeyeceği şekilde olur. Bu açıya toplam yansıma açısı denir. Bu açıda, gözlemci sadece su altındaki nesneleri görecek, aynaya bakıyormuşsunuz gibi görünecektir.

FOCL kablosunun iç çekirdeği, kılıftan daha yüksek bir kırılma indisine sahiptir ve toplam yansıma etkisi oluşur. Bu nedenle iç damardan geçen bir ışık ışını sınırlarının ötesine geçemez.

Birkaç çeşit fiber optik kablo vardır:

Kademeli bir profil ile - tipik, en ucuz bir seçenek, ışığın dağılımı "adımlardır" ve ışık ışınlarının yörüngelerinin farklı uzunluklarından kaynaklanan giriş darbesinin deformasyonu meydana gelir.
Düzgün profilli "çok modlu" - ışık ışınları yaklaşık olarak eşit hız "dalgaları" ile yayılır, yollarının uzunluğu dengelenir, bu nabzın özelliklerini iyileştirmeye izin verir;
Tek modlu fiberglas en pahalı seçenektir, kirişleri düz bir çizgide çekmenize izin verir, darbe iletim özellikleri neredeyse kusursuz hale gelir.

Fiber optik kablo hala diğer malzemelerden daha maliyetlidir, kurulumu ve sonlandırılması daha zordur, kalifiye sanatçılar gerektirir, ancak bilgi iletiminin geleceği şüphesiz bu teknolojilerin gelişiminin arkasındadır ve bu süreç geri döndürülemez.

FOCL, aktif ve pasif bileşenleri içerir. Fiber optik kablonun verici ucunda bir LED veya lazer diyot bulunur, bunların radyasyonu verici sinyal tarafından modüle edilir. Video gözetimi ile ilgili olarak, bu bir video sinyali olacaktır; dijital sinyallerin iletimi için mantık korunur. İletim sırasında, kızılötesi diyot parlaklıkta modüle edilir ve sinyal değişimlerine göre titreşir. Optik bir sinyali almak ve elektrik sinyaline dönüştürmek için, genellikle alıcı uçta bir fotodedektör bulunur.

Aktif bileşenler çoklayıcıları, rejeneratörleri, amplifikatörleri, lazerleri, fotodiyotları ve modülatörleri içerir.

çoklayıcı- birkaç sinyali tek bir sinyalde birleştirir, böylece birkaç gerçek zamanlı sinyalin eşzamanlı iletimi için tek bir fiber optik kablo kullanılabilir. Bu cihazlar, yetersiz veya sınırlı sayıda kablo bulunan sistemlerde vazgeçilmezdir.

Birkaç tür çoklayıcı vardır, teknik özellikleri, işlevleri ve uygulama alanları bakımından farklılık gösterirler:

spektral bölme (WDM) - optik sinyalleri farklı dalga boylarında çalışan bir veya birkaç kaynaktan bir kablo üzerinden ileten en basit ve en ucuz cihaz;
frekans modülasyonu ve frekans çoğullama (FM-FDM) - cihazlar, iyi özelliklere ve ortalama karmaşıklığa sahip devrelere sahip, gürültü ve bozulmaya karşı oldukça bağışıktır, 4.8 ve 16 kanala sahiptir, video gözetimi için idealdir.
Kısmen bastırılmış yan bant (AVSB-FDM) ile genlik modülasyonu - yüksek kaliteli optoelektronik ile, abone televizyonu için ideal, ancak video gözetimi için pahalı olan 80 kanala kadar iletebilirler;
Darbe kodu modülasyonu (PCM - FDM) - dijital video ve video gözetiminin dağıtımı için kullanılan tamamen dijital, pahalı bir cihaz;

Uygulamada, bu yöntemlerin kombinasyonları sıklıkla kullanılır. Rejeneratör, fiber boyunca yayılan ve bozulmaya uğrayan bir optik darbenin şeklini eski haline getiren bir cihazdır. Rejeneratörler, optik bir sinyali elektrik sinyaline dönüştüren, geri yükleyen ve sonra tekrar optik sinyale dönüştüren tamamen optik veya elektriksel olabilir.

amplifikatör- sinyal gücünü gerekli voltaj seviyesine yükseltir, optik ve elektrik olabilir, optik-elektronik ve elektro-optik sinyal dönüşümünü gerçekleştirir.

LED'ler ve Lazerler- monokrom uyumlu optik radyasyon kaynağı (kablo için ışık). Doğrudan modülasyonlu sistemler için, aynı anda elektrik sinyalini optik sinyale dönüştüren bir modülatör işlevi görür.

fotodedektör(Fotodiyot) - Fiber optik kablonun diğer ucundan sinyal alan ve optoelektronik sinyal dönüşümü gerçekleştiren cihaz.

modülatör- bir elektrik sinyali yasasına göre bilgi taşıyan bir optik dalgayı modüle eden bir cihaz. Çoğu sistemde lazer bu işlevi yerine getirir, ancak dolaylı modülasyon sistemlerinde bunun için ayrı cihazlar kullanılır.

FOCL'nin pasif bileşenleri şunları içerir:

Fiber optik kablo – sinyal iletimi için bir ortam görevi görür. Kablonun dış kılıfı çeşitli malzemelerden yapılabilir: polivinil klorür, polietilen, polipropilen, teflon ve diğer malzemeler. Bir optik kablonun farklı zırh türleri ve özel koruyucu katmanları olabilir (örneğin, kemirgenlere karşı korumak için küçük cam iğneler). Tasarım gereği şunlar olabilir:

optik kuplör- iki veya daha fazla optik kabloyu bağlamak için kullanılan bir cihaz.

optik çapraz- bir optik kabloyu sonlandırmak ve aktif ekipmanı ona bağlamak için tasarlanmış bir cihaz.

yapışıklıklar- liflerin kalıcı veya yarı kalıcı olarak birleştirilmesi için tasarlanmış;

Konnektörler- kabloyu yeniden takmak veya bağlantısını kesmek için;

musluklar- birkaç fiberin optik gücünü bire dağıtan cihazlar;

Anahtarlar- manuel veya elektronik kontrol altında optik sinyalleri yeniden dağıtan cihazlar

Fiber optik iletişim hatlarının kurulumu, özellikleri ve düzeni.

Fiberglas çok güçlü fakat kırılgan bir malzemedir, ancak koruyucu kabuğu sayesinde neredeyse elektrik gibi işlenebilir. Ancak, kabloyu kurarken, aşağıdakiler için üreticilerin gereksinimlerine uymalısınız:

Newton cinsinden ifade edilen "maksimum çekme" ve "maksimum kopma kuvveti" (yaklaşık 1000 N veya 1 kN). Bir optik kabloda, ana gerilim yük taşıyan yapıya (güçlendirilmiş plastik, çelik, Kevlar veya bunların bir kombinasyonu) düşer. Her yapı tipinin kendine özgü özellikleri ve koruma derecesi vardır, eğer gerilim öngörülen seviyeyi aşarsa, fiber optik zarar görebilir.
"Minimum bükülme yarıçapı" - virajları daha yumuşak hale getirin, keskin virajlardan kaçının.
"Mekanik mukavemet", N / m (newton / metre) cinsinden ifade edilir - kablonun fiziksel strese karşı korunması (üzerine basılabilir ve hatta nakliye ile çarpılabilir. küçük temas alanı.

Optik kablo genellikle, çevresinde güçlü bir plastik koruyucu tabaka veya ahşap şeritler bulunan ahşap tamburlara sarılmış olarak sağlanır. Kablonun dış katmanları en savunmasız olanıdır, bu nedenle kurulum sırasında tamburun ağırlığını hatırlamak, darbelerden, düşmelerden korumak ve depolama sırasında güvenlik önlemleri almak gerekir. Varilleri yatay olarak saklamak en iyisidir, eğer dikey duruyorlarsa kenarları (jantları) birbirine değmelidir.

Fiber optik kablo kurulum prosedürü ve özellikleri:

Kuruluma başlamadan önce kablo ile tamburları hasar, ezik, çizik açısından kontrol etmek gerekir. Herhangi bir şüphe durumunda, daha ayrıntılı inceleme veya reddetme için kabloyu hemen bir kenara koymak daha iyidir. Fiber sürekliliği için kısa parçalar (2 km'den az) herhangi bir el feneri ile iletim için kontrol edilebilir. Kızılötesi iletim için fiber kablo, sıradan ışığı da iletir.
Ardından, olası sorunlar (keskin köşeler, tıkanmış kablo kanalları vb.) için rotayı inceleyin, varsa riskleri en aza indirmek için rotada değişiklikler yapın.
Amplifikatörlerin bağlantı ve bağlantı noktalarına erişilebilir, ancak olumsuz etkenlerden korunacak şekilde kabloyu güzergah boyunca dağıtın. Gelecekteki bağlantı yerlerinde yeterli kablo kaynağının olması önemlidir. Açıkta kalan kablo uçları su geçirmez kapaklarla korunmalıdır. Borular, eğilme stresini ve geçen trafikten kaynaklanan hasarı en aza indirmek için kullanılır. Kablo hattının her iki ucunda kablonun bir kısmı bırakılır, uzunluğu planlanan konfigürasyona bağlıdır).
Kabloyu yeraltına döşerken, homojen olmayan dolgu malzemesiyle temas, hendeğin düzensizliği gibi yerel yük noktalarındaki hasarlardan ayrıca korunur. Bunu yapmak için, hendekteki kablo 50-150 cm kum tabakası üzerine serilir ve aynı kum tabakası 50-150 cm ile kaplanır. Kablonun hem hemen hem de çalışma sırasında (kabloyu doldurduktan sonra) hasar görebileceğine dikkat edilmelidir, örneğin, sabit basınçtan temizlenmemiş bir taş yavaş yavaş kabloyu itebilir. Zaten gömülü kablonun ihlallerinin teşhisi ve aranması ve ortadan kaldırılması çalışmaları, kurulum sırasındaki önlemlerin doğruluğundan ve gözetilmesinden çok daha pahalıya mal olacaktır. Açmanın derinliği, zeminin tipine ve beklenen yüzey yüküne bağlıdır. Sert kayada derinlik 30 cm, yumuşakta veya yol altında 1 m olacaktır.Tavsiye edilen derinlik 40-60 cm, kumlu altlık kalınlığı 10 ila 30 cm arasındadır.
Çoğu zaman, kablo bir hendeğe veya doğrudan tamburdan bir tepsiye döşenir. Çok uzun hatlar döşenirken tambur araca yerleştirilir, makine ilerledikçe kablo yerine döşenir ve aceleye gerek yoktur, tamburun açılma hızı ve sırası manuel olarak ayarlanır.
Kabloyu tepsiye döşerken en önemli şey kritik bükülme yarıçapını ve mekanik stresi aşmamaktır. Kablo tek bir düzlemde döşenmeli, yoğun yük noktaları oluşturmamalı, güzergahta keskin köşelerden, diğer kablolar ve güzergahlarla basınç ve kesişmelerden kaçının, kabloyu bükmeyin.
Fiber optik kabloyu kablo kanallarından çekmek, geleneksel kablo çekmeye benzer, ancak aşırı fiziksel çaba göstermemeli veya üreticinin özelliklerini ihlal etmemelisiniz. Kelepçe braketlerini kullanırken, yükün kablonun dış kılıfına değil, yük taşıyan yapıya yerleştirilmesi gerektiğini unutmayın. Sürtünmeyi azaltmak için talk pudrası veya polistiren granüller kullanılabilir; diğer yağlayıcıların kullanımı üreticiye danışılmalıdır.
Kablonun zaten bir uç contası olduğu durumlarda, kabloyu kurarken konektörlere zarar vermemek, onları kirletmemek ve bağlantı alanını aşırı yüklememek için özel dikkat gösterilmelidir.
Döşendikten sonra tepsideki kablo naylon bağ ile sabitlenir, kayma veya sarkma olmamalıdır. Yüzey koşulları özel kablo bağlarının kullanımına izin vermiyorsa, kelepçelerin kullanımı kabul edilebilir ancak kabloya zarar vermemek için son derece dikkatli olun. Plastik koruyucu tabakaya sahip kelepçelerin kullanılmasını öneririz, her kablo için ayrı bir kelepçe kullanın ve hiçbir durumda birkaç kabloyu bir araya getirmeyin. Kablo ekinin uç noktaları arasında biraz gevşek bırakmak ve kabloyu parazitli bir şekilde yerleştirmemek daha iyidir, aksi takdirde sıcaklık dalgalanmalarına ve titreşimlere zayıf tepki verir.
Optik fiber kurulum sırasında hasar görmüşse, bölümü işaretleyin ve sonraki ekleme için yeterli kablo boşluğu bırakın.

Temel olarak, fiber optik kablo kurulumu, geleneksel kablo kurulumundan çok farklı değildir. Tüm önerilerimize uyarsanız, kurulum ve çalıştırma sırasında herhangi bir sorun olmayacak ve sisteminiz uzun süre verimli ve güvenilir bir şekilde çalışacaktır.

Fiber optik hat döşemek için tipik bir çözüm örneği

Görev, üretim binası ve idari binanın iki ayrı binası arasında bir FOCL sistemi düzenlemektir. Binalar arası mesafe 500 m.

Fiber optik iletişim sisteminin kurulumu için tahmin

Yok	Ekipmanın, malzemelerin, eserlerin adı	Birim benim dışımda	miktar	Bir adet fiyat.	Ruble cinsinden miktar
BEN.	Aşağıdakiler dahil FOCL sistem ekipmanı:				25 783
1.1.	Duvara monte optik çapraz (SHKON) 8 bağlantı noktası	bilgisayar.	2	2600	5200
1.2.	Medya dönüştürücü 10/100-Base-T / 100Base-FX, Tx / Rx: 1310 / 1550nm	bilgisayar.	2	2655	5310
1.3.	Optik düz kuplör	bilgisayar.	3	3420	10260
1.4.	Anahtarlama kutusu 600x400	bilgisayar.	2	2507	5013
II.	Aşağıdakileri içeren FOCL sisteminin kablo yolları ve malzemeleri:				25 000
2.1.	6kN harici kablolu optik kablo, merkezi modül, 4 fiber, tek modlu G.652.	m.	200	41	8200
2.2.	Dahili taşıyıcı kablolu fiber optik kablo, merkez modül, 4 fiber, tek modlu G.652.	m.	300	36	10800
2.3.	Diğer sarf malzemeleri (konnektörler, vidalar, dübeller, elektrik bandı, bağlantı elemanları vb.)	ayarlamak	1	6000	6000
III.	EKİPMAN VE MALZEMELERİN TOPLAM MALİYETİ (madde I + madde II)				50 783
IV.	*Nakliye ve satın alma maliyetleri, %10 madde III**				5078
V.	Aşağıdakiler dahil ekipmanın kurulumu ve değiştirilmesi:				111 160
5.1.	daralma montajı	birimler	4	8000	32000
5.2.	kablolama	m.	500	75	37500
5.3.	Konnektörlerin montajı ve kaynağı	birimler	32	880	28160
5.4.	Anahtarlama ekipmanının montajı	birimler	9	1500	13500
VI.	TAHMİNİ TOPLAM (madde III + madde IV + madde V)				167 021

Açıklamalar ve yorumlar:

Parkurun toplam uzunluğu aşağıdakiler dahil 500 m'dir:
- çitten üretim binasına ve ofis binasına kadar her biri 100 m'dir (toplam 200 m);
- binalar arasındaki çit boyunca 300 m.
Kablo, aşağıdakiler dahil olmak üzere açık bir şekilde kurulur:
- fiber optik iletişim hatlarının döşenmesi için özel malzemeler kullanılarak binalardan çitlere (200 m.) hava yoluyla (çekme);
- binalar arasında (300 m.) betonarme levhalardan yapılmış bir çit boyunca, kablo çitin ortasına metal klipslerle sabitlenir.
Fiber optik iletişim hatlarının organizasyonu için özel bir kendinden destekli (dahili kablo) zırhlı kablo kullanılır.

Fiber optik iletişim

Fiber optik iletişim- bir bilgi sinyalinin taşıyıcısı olarak optik (kızılötesine yakın) aralığın elektromanyetik radyasyonunu ve kılavuz sistemler olarak fiber optik kabloları kullanan bir tür kablolu telekomünikasyon. Yüksek taşıyıcı frekansı ve geniş çoğullama yetenekleri nedeniyle, fiber optik hatların verimi, diğer tüm iletişim sistemlerinin veriminden birçok kat daha yüksektir ve saniyede terabit olarak ölçülebilir. Bir optik fiberde ışığın düşük zayıflaması, amplifikatör kullanılmadan uzun mesafelerde fiber optik iletişimin kullanılmasına izin verir. Fiber optik iletişim, elektromanyetik parazit içermez ve yetkisiz kullanım için erişilmesi zordur - optik bir kablo üzerinden iletilen bir sinyali fark edilmeden yakalamak teknik olarak son derece zordur.

Fiziksel temel

Fiber optik iletişim, farklı kırılma indislerine sahip dielektrikler arasındaki arayüzde elektromanyetik dalgaların toplam iç yansıması olgusuna dayanır. Bir optik fiber, doğrudan ışık kılavuzu olan bir çekirdek ve bir kaplama olmak üzere iki unsurdan oluşur. Çekirdeğin kırılma indisi, kaplamanın kırılma indisinden biraz daha yüksektir, çünkü çekirdek kaplama arayüzünde çoklu yeniden yansımalar yaşayan ışık huzmesi, çekirdekten ayrılmadan yayılır.

Uygulama

Fiber optik iletişim, bilgisayarlardan ve yerleşik uzaydan, uçak ve gemi sistemlerinden, uzun mesafelerde bilgi iletme sistemlerine, örneğin Batı Avrupa'dan Japonya'ya bir fiber optik iletişim hattına kadar tüm alanlarda giderek daha fazla kullanılmaktadır. büyük bir kısmı Rusya topraklarından geçer. Ayrıca, kıtalar arası denizaltı fiber optik iletişim hatlarının toplam uzunluğu da artmaktadır.

Ayrıca bakınız

Optik iletişim hatları üzerinden iletilen bilgilerin sızıntı kanalları

Notlar (düzenle)

Wikimedia Vakfı. 2010.

Fiber optik iletişim hatları
Fiber optik kablo

Diğer sözlüklerde "Fiber optik iletişim" in ne olduğunu görün:

FİBER OPTİK İLETİŞİM- Bir bilgi sinyalinin taşıyıcısı olarak optik (kızılötesine yakın) aralığın elektromanyetik radyasyonunu ve kılavuz sistemler olarak fiber optik kabloları kullanan bir tür kablolu telekomünikasyon. İş terimleri sözlüğü. ... ... iş sözlüğü

fiber optik iletişim- - [L.G. Sumenko. İngilizce Rusça Bilgi Teknolojileri Sözlüğü. M.: GP TsNIIS, 2003.] Konular genel olarak bilgi teknolojileri EN fiber optik bağlantıFOKoptik fiber iletişim ...

dünya çapında fiber optik iletişim- - [L.G. Sumenko. İngilizce Rusça Bilgi Teknolojileri Sözlüğü. M.: GP TsNIIS, 2003.] Konular genel olarak bilgi teknolojileri EN dünya çapında fiber optik bağlantıFLAG ... Teknik çevirmen kılavuzu

OPTİK İLETİŞİM- ışık kullanarak bilgi iletimi. En basit (bilgi vermeyen) O. s. sonuna kadar kullanıldı. 18. yüzyıl (örneğin semafor alfabesi). Lazerlerin ortaya çıkmasıyla, optiğe geçiş mümkün hale geldi. elde etme, işleme yöntemleri ve ilkeleri yelpazesi ... ... Fiziksel ansiklopedi

Fiber optik iletim hattı- (FOCL), Fiber optik iletişim hattı (FOCL), bilgileri optik (genellikle kızılötesine yakın) aralıkta iletmek için tasarlanmış, pasif ve aktif elemanlardan oluşan bir fiber optik sistemdir. İçindekiler 1 ... Vikipedi