Принцип на работа на оптични комуникационни линии. Оптични комуникационни линии. Пример за типично решение за полагане на оптична линия

Оптична комуникация

Оптична комуникация- вид кабелна телекомуникация, която използва електромагнитно излъчване от оптичния (близък инфрачервен) диапазон като носител на информационен сигнал и оптични кабели като направляващи системи. Благодарение на високата носеща честота и широките възможности за мултиплексиране, пропускателната способност на оптичните линии е многократно по-висока от пропускателната способност на всички други комуникационни системи и може да се измери в терабита в секунда. Ниското затихване на светлината в оптичните влакна позволява използването на оптични комуникации на значителни разстояния без използване на усилватели. Оптичните комуникации са свободни от електромагнитни смущения и са трудни за неоторизиран достъп - технически е изключително трудно да се прихване тайно сигнал, предаван по оптичен кабел.

Физическа основа

Оптичната комуникация се основава на явлението пълно вътрешно отражение на електромагнитните вълни на границата между диелектрици с различни индекси на пречупване. Оптичното влакно се състои от два елемента - сърцевината, която е директен световод, и обвивката. Коефициентът на пречупване на сърцевината е малко по-голям от индекса на пречупване на обвивката, поради което светлинният лъч, изпитващ множество отражения на границата на сърцевината и обвивката, се разпространява в сърцевината, без да я напуска.

Приложение

Оптичните комуникации намират все по-широко приложение във всички области – от компютрите и бордовото пространство, самолетните и корабните системи, до системите за предаване на информация на дълги разстояния, например оптичната комуникационна линия Западна Европа – Япония, голяма част от която преминава през територията на Русия. Освен това общата дължина на подводните оптични комуникационни линии между континентите се увеличава.

Вижте също

• Канали за изтичане на информация, предавана по оптични комуникационни линии

Бележки

Фондация Уикимедия. 2010 г.

• Оптични комуникационни линии
• Оптичен кабел

Вижте какво е „оптична комуникация“ в други речници:

ОПТИЧНА КОМУНИКАЦИЯ- Вид кабелна телекомуникация, която използва електромагнитно излъчване от оптичния (близкия инфрачервен) диапазон като носител на информационен сигнал и оптични кабели като направляващи системи. Речник на бизнес термините.… … Речник на бизнес термините

оптична комуникация- - [Л. Г. Суменко. Английско-руски речник по информационни технологии. M .: Държавно предприятие TsNIIS, 2003.] Теми информационни технологии като цяло EN оптична връзка FOCоптична комуникация ...

световни оптични комуникации- - [Л. Г. Суменко. Английско-руски речник по информационни технологии. M .: Държавно предприятие TsNIIS, 2003.] Теми информационни технологии като цяло EN оптична връзка по целия святFLAG … Ръководство за технически преводач

ОПТИЧНА КОМУНИКАЦИЯ- предаване на информация с помощта на светлина. Най-простите (неинформативни) видове O. s. използва се с кон. 18-ти век (напр. семафорна азбука). С появата на лазерите стана възможно преминаването към оптична технология. набор от средства и принципи на производство, обработка... ... Физическа енциклопедия

Оптична преносна линия- (FOCL), Оптична комуникационна линия (FOCL) е влакнесто-оптична система, състояща се от пасивни и активни елементи, предназначена за предаване на информация в оптичния (обикновено близък инфрачервен) диапазон. Съдържание 1 ... Уикипедия

Оптични комуникациинабира бърза популярност всеки ден. И, струва си да се отбележи, не е напразно. Тя се основава на специално влакно. Този подход ви позволява да постигнете отлична производителност за предаване на информация на дълги разстояния. Използването на такива кабели е напълно оправдано. Използването на фиброоптични елементи има много предимства.

Основните предимства на оптичните елементи включват:

• издръжливост;


• сила;


• надеждност;


• устойчивост на механични и външни влияния;


• широколентов достъп;


• минимална цена;


• леко тегло;


• компактни размери;


• устойчивост на смущения от електромагнитни вълни.

Този списък може да продължи много дълго време, тъй като оптичното влакно е наистина най-перфектната среда за предаване на информация.

Има два вида: едномодов и многомодов. И двете имат най-важните критерии: дисперсия и затихване. Самото влакно включва сърцевина и обвивка. Трябва да се отбележи, че те се различават по индекса на пречупване.

Що се отнася до разпространението на електромагнитни вълни във влакно, едномодовото влакно има диаметър на сърцевината на влакното от около 8-10 микрона. Този показател е сравним с дължината на вълната. При мултимода диаметърът е 50-60 микрона, което прави възможно разпространението на огромен брой лъчи.

История и характеристики на оптичните комуникации

Оптични комуникации– популярен и търсен метод за предаване на информация.

Въпреки факта, че тази технология се използва на съвременния пазар сравнително наскоро, нейният принцип датира от 1840 г., когато Даниел Коладон и Жак Бабинет демонстрират своя експеримент. Този принцип е, че посоката на светлинния лъч се променя чрез пречупване.

Въпреки това, методът започва да се използва активно в тази област още през 20 век.

Този вид комуникация има много предимства, а именно:

• ниско затихване на сигнала;


• наличие на защита от неоторизиран достъп;


• изпълняващи диелектрични функции;


• дълъг експлоатационен живот и др.

Поради факта, че степента на затихване на сигнала е сравнително малка, е възможно да се изгради система до 100 km или повече. На свой ред широколентовият характер на влакното позволява информацията да се предава по такава линия с огромна скорост. Обикновено може да варира до 1 Tbit в секунда. Въпреки факта, че цената на заваряването и отделните елементи на системата е висока, изграждането на този тип връзка е напълно оправдано. Използването му е гаранция за висококачествен сигнал без смущения и изкривявания.

Повече предимства на оптичната комуникация

Оптичните комуникации се използват широко за предаване на информация. Оптичната комуникация има редица уникални характеристики, които определят нейната популярност.

Този тип комуникация се появява през 1840 г. след демонстрация на експеримент с промяна на светлинен лъч чрез пречупване. Този тип обаче започна да се използва активно едва наскоро.

Има огромен брой от тях. Това е директно:

1. Широколентов достъп.Чрез използването на такова влакно информацията може да се предава с висока скорост. Тя варира до 1 Tbit в секунда. Този показател се дължи на изключително високата носеща честота.


2. Достъпна цена.Такива влакна имат разумна цена, което им позволява да се използват за много цели.


3. Ниско затихване на сигнала.Този критерий дава възможност за изграждане на комуникационни линии със значителна дължина. Може да варира до 100 км и повече.


4. Дълъг период на обслужване.Този тип линия, както показва практиката, може да функционира перфектно поне четвърт век.


5. Устойчивост на смущения.Това предотвратява влошаване на качеството на сигнала и изкривяване.


6. Наличие на защита срещу неоторизиран достъп на трети страни.На практика няма начин да се прихване информацията, предавана чрез този тип комуникация, без да се разруши основният кабел.


7. Безопасност.Оптичното влакно е същият диелектрик. Поради това значително повишава пожаро- и взривобезопасността на цялата система. Това е особено вярно за предприятия, които работят в среда с висок риск.

Това са основните предимства на такива линии. Благодарение на това се постига висока производителност и отлично качество на предавания сигнал.

Какво включва оптичната комуникация?

Оптичните линии са цяла система, която включва редица устройства.

Основните включват следните устройства:

• приемник;


• предавател;


• предусилвател;


• микросхема, предназначена за синхронизиране и възстановяване на информация;


• блок от код за преобразуване в паралел и самия конвертор;


• лазерен оформител;


• кабел.

Днес има два вида фибри. Това са едномодови и многомодови. Още от името им става ясен принципът на действие.

Ако в първия се разпространява само един лъч, то във втория има много. Това се дължи пряко на индекса на пречупване. При едномодовото влакно тя е равна на дължината на светлинната вълна, а при многомодовото влакно е малко по-дълга.

Струва си да се отбележи, че и двата вида се характеризират с два най-важни показателя: дисперсия и затихване.

Поддръжка на оптични комуникационни линии

Оптичните комуникационни линии са много популярни. това се дължи пряко на техните възможности и характеристики.

Поддръжката на оптичните комуникационни линии трябва да се извършва редовно, за да се избегнат различни грешки, изкривявания в предаваните сигнали и повреди.

Трябва да се отбележи, че този тип операции трябва да се доверяват само на професионални занаятчии. Това гарантира пълното отстраняване на неточностите. В допълнение, такива операции могат значително да удължат експлоатационния живот както на отделните елементи, така и на цялата система.

Предаването на информация винаги е от значение. За да се извърши препредаване възможно най-ефективно, трябва да изберете мощни и продуктивни устройства. Преди да стартирате оборудването, то трябва да бъде конфигурирано в съответствие с необходимите параметри.

Днес за такива системи е важно да се използват оптични комуникационни линии. Използването на такива елементи има много предимства.

Такава система се състои от активни и пасивни обекти, както и оптични кабели, които работят, като правило, в инфрачервения диапазон. Основно към съседа.

Оптичните влакна са най-модерната среда, използвана за предаване на информация.

Сред масата на неговите предимства трябва да се подчертаят най-важните. Това:

• достъпна цена;
• широколентов достъп;
• компактност;
• лекота;
• ниско затихване на сигнала във влакното;
• устойчивост на електромагнитни смущения.

За системите за предаване на информация най-важен е последният критерий. Така сигналът пристига без изкривяване по целия си път на разпространение.

Но такива елементи не са лишени от недостатъци. На първо място, необходимостта от мощно активно оборудване при създаването на цялата система.

Вторият недостатък е, че инсталирането на оптични влакна се извършва само чрез използване на прецизно оборудване. Такова оборудване е доста скъпо.

Друг недостатък е високата цена за коригиране на повреди. Въпреки това, в сравнение с огромния брой предимства и функционални характеристики, тези недостатъци избледняват на заден план и са напълно незначителни.

Трябва също да се отбележи, че такова влакно може да се използва в две разновидности: едномодово и многомодово. Това име се дължи пряко на вариациите в разпространението на радиацията в него.

Фирми, предоставящи поддръжка на оптични комуникационни линии на изложението

Руският международен комплекс Expocentre Fairgrounds традиционно е домакин на огромен брой индустриални и тематични събития. Един от тях - изложба "Комуникация".

Като част от проекта на изложителите се предоставя отлична възможност да присъстват на бизнес програма, да натрупат опит, да се запознаят с иновациите в тази област и да проучат текущото състояние на индустрията.

Изложението е структурирано по салони, което осигурява значително удобство за участниците. Едно от направленията е поддръжката на оптични комуникационни линии. Тук представителите на този сегмент могат да научат основните принципи и методи, които могат да подобрят ситуацията.

Примери за оптични комуникации и техните предимства на изложението

Не е достатъчно само да знаете предимствата на оптичните комуникации. Важно е да можете да ги прилагате правилно на практика, което ще гарантира най-високо качествопредаван сигнал. Именно с тази цел се провеждат тематични и браншови събития.

Един от тях е изложба "Комуникация", който традиционно събира водещи фигури и представители на бранша под един покрив на международния комплекс Експоцентър Панаир.

Провеждането на събитие в международен мащаб оказва значително влияние върху развитието на индустрията като цяло.

Международна изложба "Комуникация"Вече много години привлича вниманието на представителите на тази индустрия.

Изложбата е от голямо значение, тъй като допринася за:

• развитие на цялата индустрия на международно ниво;


• пускане на нови продукти на световния пазар;


• внедряване на иновации в производството;


• обмяна на опит и знания;


• повишаване на конкурентоспособността;


• изучаване на основните пазарни направления.

Всяка година водещи фигури и представители на сегмента се събират в стените на панаирния комплекс Експоцентър, за да демонстрират съществуващи разработки и постижения. Тук можете да присъствате на различни конференции и симпозиуми, където се обсъждат най-важните области, по-специално оптичните комуникации.

Прочетете другите ни статии:

Оптично ли еИзследователски институт по комуникации (FOCL) - система, базирана на оптичен кабел, предназначена за предаване на информация в оптичния (светлинен) диапазон. В съответствие с GOST 26599-85 терминът FOCL е заменен с FOLP (фиброоптична предавателна линия), но в ежедневната практическа употреба терминът FOCL все още се използва, така че в тази статия ще се придържаме към него.

FOCL комуникационните линии (ако са инсталирани правилно) в сравнение с всички кабелни системи се отличават с много висока надеждност, отлично качество на комуникация, широка честотна лента, значително по-голяма дължина без усилване и почти 100% имунитет срещу електромагнитни смущения. Системата е базирана оптична технология– светлината се използва като носител на информация, като видът на предаваната информация (аналогов или цифров) няма значение. Работата използва предимно инфрачервена светлина, като предавателната среда е фибростъкло.

Обхват на оптични комуникационни линии

Оптичният кабел се използва за осигуряване на комуникация и пренос на информация повече от 40 години, но поради високата си цена, той стана широко използван сравнително наскоро. Развитието на технологиите направи възможно производството да стане по-икономично и цената на кабела по-достъпна, а техническите му характеристики и предимства пред другите материали бързо изплащат всички направени разходи.

В момента, когато едно съоръжение използва едновременно комплекс от слаботокови системи (компютърна мрежа, система за контрол на достъпа, видеонаблюдение, охранителна и пожароизвестителна система, периметърна охрана, телевизия и др.), Невъзможно е да се направи без използването на оптични влакна -оптични съобщителни линии. Само използването на оптичен кабел дава възможност за използване на всички тези системи едновременно, осигурява правилна стабилна работа и изпълнение на техните функции.

FOCL се използва все повече като основна система при разработването и монтажа, особено за многоетажни сгради, дългосрочни сгради и при комбиниране на група обекти. Само оптични кабели могат да осигурят подходящ обем и скорост на пренос на информация. И трите подсистеми могат да бъдат изпълнени на базата на оптични влакна; в подсистемата на вътрешните стволове оптичните кабели се използват еднакво често с кабели с усукана двойка, а в подсистемата на външните стволове те играят доминираща роля. Има оптични кабели за външни (външни кабели) и вътрешни (вътрешни кабели), както и свързващи кабели за хоризонтални комуникации, оборудване на индивидуални работни места и свързване на сгради.

Въпреки относително високата цена, използването на оптични влакна става все по-оправдано и все по-широко използвано.

Предимства оптични комуникационни линии (FOCL)) преди традиционното „метално“ предаване означава:

• Широка честотна лента;
• Незначително затихване на сигнала, например за 10 MHz сигнал ще бъде 1,5 dB/km в сравнение с 30 dB/km за коаксиален кабел RG6;
• Изключена е възможността за „земни контури“, тъй като оптичното влакно е диелектрик и създава електрическа (галванична) изолация между предавателния и приемащия край на линията;
• Висока надеждност на оптичната среда: оптичните влакна не се окисляват, не се намокрят и не са подложени на електромагнитно въздействие
• Не предизвиква смущения в съседни кабели или в други оптични кабели, тъй като носителят на сигнала е лек и остава изцяло вътре в оптичния кабел;
• Фибростъклото е напълно нечувствително към външни сигнали и електромагнитни смущения (EMI), без значение до какво захранване минава кабелът (110 V, 240 V, 10 000 V AC) или много близо до мегаватов предавател. Удар от мълния на разстояние 1 см от кабела няма да предизвика смущения и няма да повлияе на работата на системата;
• Информационна сигурност - информацията се предава по оптично влакно "от точка до точка" и може да бъде подслушвана или променяна само чрез физическа намеса в предавателната линия
• Оптичният кабел е по-лек и по-малък - той е по-удобен и по-лесен за инсталиране от електрически кабел със същия диаметър;
• Не е възможно да се направи разклонение на кабела, без да се наруши качеството на сигнала. Всяка манипулация на системата се открива незабавно в приемащия край на линията, това е особено важно за системите за сигурност и видеонаблюдение;
• Пожарна и взривна безопасност при промяна на физико-химичните параметри

• Цената на кабела намалява всеки ден, неговото качество и възможности започват да надделяват над разходите за изграждане на слаботокови оптични линии

Няма идеални и идеални решения, както всяка система, оптичните комуникационни линии имат своите недостатъци:

• Чупливост на стъклените влакна - ако кабелът е силно огънат, влакната могат да се счупят или да станат мътни поради появата на микропукнатини. За да се елиминират и минимизират тези рискове, се използват кабелни армиращи структури и оплетки. При монтажа на кабела е необходимо да се спазват препоръките на производителя (където по-специално минималният допустим радиус на огъване е стандартизиран);
• Сложността на връзката в случай на разкъсване изисква специален инструмент и квалификацията на изпълнителя;
• Комплексна технология на производство както на самото влакно, така и на компонентите на оптичната връзка;
• Сложност на преобразуването на сигнала (в интерфейсно оборудване);
• Относително висока цена на оптично крайно оборудване. Оборудването обаче е скъпо в абсолютно изражение. Съотношението цена/широчина на честотната лента за оптични линии е по-добро, отколкото за други системи;
• Мътност на влакното поради излагане на радиация (има обаче легирани влакна с висока устойчивост на радиация).

Монтажът на оптични комуникационни системи изисква подходящо ниво на квалификация от изпълнителя, тъй като терминирането на кабела се извършва със специални инструменти, с особена прецизност и умения, за разлика от други преносни среди. Настройките за маршрутизиране и превключване на сигнала изискват специална квалификация и умения, така че не трябва да пестите пари в тази област и да се страхувате да плащате повече за професионалисти; премахването на смущения в системата и последствията от неправилна инсталация на кабела ще струва повече.

Принцип на работа на оптичния кабел.

Самата идея за предаване на информация с помощта на светлина, да не говорим за физическия принцип на работа, не е напълно ясна за повечето обикновени хора. Няма да навлизаме дълбоко в тази тема, но ще се опитаме да обясним основния механизъм на действие на оптичното влакно и да оправдаем такива високи показатели за ефективност.

Концепцията за оптични влакна се основава на основните закони за отражение и пречупване на светлината. Благодарение на дизайна си фибростъклото може да задържи светлинните лъчи вътре в светлинния водач и да им попречи да „преминават през стени“, когато предават сигнал на много километри. Освен това не е тайна, че скоростта на светлината е по-висока.

Фиброоптиката се основава на ефекта на пречупване при максималния ъгъл на падане, където се получава пълно отражение. Това явление възниква, когато лъч светлина напусне плътна среда и навлезе в по-малко плътна среда под определен ъгъл. Например, нека си представим абсолютно неподвижна водна повърхност. Наблюдателят гледа изпод водата и променя своя ъгъл на гледане. В определен момент ъгълът на гледане става такъв, че наблюдателят няма да може да види обекти, разположени над повърхността на водата. Този ъгъл се нарича ъгъл на пълно отражение. Под този ъгъл наблюдателят ще вижда само обекти под водата, ще изглежда, че се гледа в огледало.

Вътрешната сърцевина на оптичния кабел има по-висок индекс на пречупване от обвивката и възниква ефектът на пълно отражение. Поради тази причина лъч светлина, преминаващ през вътрешното ядро, не може да излезе извън неговите граници.

Има няколко вида оптични кабели:

• При стъпаловиден профил - типичният, най-евтиният вариант, разпределението на светлината става на „стъпки“, докато входният импулс се деформира поради различни дължини на траекториите на светлинните лъчи
• С плавен „мултимодов” профил – светлинните лъчи се разпространяват с приблизително равни скорости във „вълни”, дължината на пътеките им е балансирана, което позволява подобряване на характеристиките на импулса;
• Едномодов фибростъкло - най-скъпият вариант, ви позволява да опънете гредите направо, характеристиките на предаване на импулси стават почти безупречни.

Оптичният кабел все още е по-скъп от другите материали, неговото инсталиране и терминиране е по-сложно и изисква квалифицирани изпълнители, но бъдещето на преноса на информация несъмнено е в развитието на тези технологии и този процес е необратим.

Оптичната линия включва активни и пасивни компоненти. В предавателния край на оптичния кабел има светодиод или лазерен диод, тяхното излъчване се модулира от предаващия сигнал. По отношение на видеонаблюдението това ще бъде видеосигнал, за предаването на цифрови сигнали логиката се запазва. По време на предаване инфрачервеният диод се модулира в яркост и пулсира според вариациите на сигнала. За приемане и преобразуване на оптичен сигнал в електрически сигнал обикновено се намира фотодетектор в приемащия край.

Активните компоненти включват мултиплексори, регенератори, усилватели, лазери, фотодиоди и модулатори.

Мултиплексор– комбинира множество сигнали в един, така че един оптичен кабел може да се използва за предаване на множество сигнали в реално време едновременно. Тези устройства са незаменими в системи с недостатъчен или ограничен брой кабели.

Има няколко вида мултиплексори, те се различават по своите технически спецификации, функции и области на приложение:

• разделение със спектрално деление (WDM) - най-простите и евтини устройства, предаващи оптични сигнали от един или повече източници, работещи на различни дължини на вълните, чрез един кабел;
• честотна модулация и мултиплексиране с честотно разделяне (FM-FDM) – устройствата са доста имунизирани срещу шум и изкривяване, с добри характеристикии схеми със средна сложност, имат 4,8 и 16 канала, оптимални за видеонаблюдение.
• Амплитудна модулация с частично потисната странична лента (AVSB-FDM) - с висококачествена оптоелектроника ви позволяват да предавате до 80 канала, оптимални за абонатна телевизия, но скъпи за видеонаблюдение;
• Импулсно кодова модулация (PCM - FDM) - скъпо устройство, изцяло цифрово, използвано за разпространение на цифрово видео и видеонаблюдение;

На практика често се използват комбинации от тези методи. Регенераторът е устройство, което възстановява формата на оптичен импулс, който, разпространявайки се по влакното, претърпява изкривяване. Регенераторите могат да бъдат или чисто оптични, или електрически, които преобразуват оптичен сигнал в електрически сигнал, възстановяват го и след това го преобразуват обратно в оптичен.

Усилвател- усилва мощността на сигнала до необходимото ниво на напрежение, може да бъде оптичен и електрически, извършва оптико-електронно и електронно-оптично преобразуване на сигнала.

Светодиоди и лазери- източник на монохромно кохерентно оптично лъчение (светлина за кабел). За системи с директна модулация, той едновременно изпълнява функциите на модулатор, който преобразува електрически сигнал в оптичен.

Фотодетектор(Фотодиод) - устройство, което приема сигнал в другия край на оптичен кабел и извършва оптоелектронно преобразуване на сигнала.

Модулатор- устройство, което модулира оптична вълна, носеща информация, според закона на електрическия сигнал. В повечето системи тази функция се изпълнява от лазер, но в системи с индиректна модулация за тази цел се използват отделни устройства.

Пасивните компоненти на оптичните линии включват:

Оптичен кабел – действа като среда за предаване на сигнал. Външната обвивка на кабела може да бъде изработена от различни материали: поливинилхлорид, полиетилен, полипропилен, тефлон и други материали. Оптичният кабел може да има различни видове броня и специфични защитни слоеве (например малки стъклени игли за защита от гризачи). По дизайн може да бъде:

Оптично свързване- устройство, използвано за свързване на два или повече оптични кабела.

Оптичен кръст- устройство, предназначено за терминиране на оптичен кабел и свързване на активно оборудване към него.

Шипове– предназначени за постоянно или полупостоянно снаждане на влакна;

Съединители– за повторно свързване или изключване на кабела;

Съединители– устройства, които разпределят оптичната мощност на няколко влакна в едно;

Превключватели– устройства, преразпределящи оптични сигнали под ръчно или електронно управление

Монтаж на оптични комуникационни линии, неговите характеристики и процедура.

Фибростъклото е много здрав, но чуплив материал, въпреки че благодарение на защитната си обвивка може да се третира почти като с електрически. Въпреки това, когато инсталирате кабела, трябва да спазвате изискванията на производителите за:

• „Максимално удължение“ и „максимална сила на скъсване“, изразени в нютони (около 1000 N или 1 kN). В оптичния кабел по-голямата част от напрежението се поставя върху здравината на структурата (подсилена пластмаса, стомана, кевлар или комбинация от тях). Всеки тип структура има свои индивидуални характеристики и степен на защита, ако напрежението надвиши определеното ниво, оптичното влакно може да се повреди.
• „Минимален радиус на огъване“ – направете завоите по-плавни, избягвайте острите завои.
• “Механична якост”, изразява се в N/m (нютони/метри) - защита на кабела от физическо напрежение (може да бъде настъпен или дори прегазен от превозни средства. Трябва да бъдете изключително внимателни и да обезопасите особено кръстовищата и връзките , натоварването се увеличава значително поради малката контактна площ.

Оптичният кабел обикновено се доставя навит върху дървени барабани с издръжлив пластмасов защитен слой или дървени ленти около обиколката. Външните слоеве на кабела са най-уязвими, така че по време на монтажа е необходимо да запомните теглото на барабана, да го предпазите от удари и падания и да вземете мерки за безопасност по време на съхранение. Най-добре е барабаните да се съхраняват хоризонтално, но ако лежат вертикално, ръбовете им (джантите) трябва да се допират.

Процедура и характеристики на монтаж на оптичен кабел:

1. Преди монтажа е необходимо да проверите кабелните барабани за повреди, вдлъбнатини и драскотини. Ако има някакво подозрение, по-добре е незабавно да оставите кабела настрана за последващо подробно изследване или отхвърляне. Късите парчета (по-малко от 2 км) могат да бъдат проверени за непрекъснатост на влакната с помощта на всяко фенерче. Оптичният кабел за инфрачервено предаване предава обикновена светлина също толкова добре.
2. След това проверете маршрута за потенциални проблеми (остри ъгли, запушени кабелни канали и т.н.), ако има такива, направете промени в маршрута, за да минимизирате рисковете.
3. Разпределете кабела по маршрута по такъв начин, че точките за свързване и точките за свързване на усилватели да са на достъпни, но защитени от неблагоприятни фактори места. Важно е при бъдещи връзки да останат достатъчно кабелни резерви. Отворените краища на кабела трябва да бъдат защитени с водоустойчиви капачки. Тръбите се използват за минимизиране на напрежението при огъване и щетите от преминаващия трафик. Част от кабела се оставя в двата края на кабелната линия; дължината му зависи от планираната конфигурация).
4. При подземно полагане на кабела той е допълнително защитен от повреда в точки на локално натоварване, като контакт с разнороден материал за засипка и неравности в изкопа. За да направите това, кабелът в изкопа се полага върху слой пясък 50-150 см и се покрива със същия слой пясък 50-150 см. Дъното на изкопа трябва да е плоско, без издатини; при погребване камъните, които може да повреди кабела, трябва да бъде отстранен. Трябва да се отбележи, че повреда на кабела може да възникне както веднага, така и по време на работа (след запълване на кабела), например от постоянен натиск; неотстранен камък може постепенно да прокара кабела. Работата по диагностициране и намиране и отстраняване на нарушения на вече заровен кабел ще струва много повече от точността и спазването на предпазните мерки по време на монтажа. Дълбочината на изкопа зависи от вида на почвата и очакваното повърхностно натоварване. В твърда скала дълбочината ще бъде 30 см, в мека скала или под пътя 1 м. Препоръчителната дълбочина е 40-60 см, с дебелина на пясъчното легло от 10 до 30 см.
5. Най-често срещаният метод е да поставите кабела в изкоп или тава директно от барабана. При монтиране на много дълги линии, барабанът се поставя върху превозното средство, докато машината се движи, кабелът се полага на мястото му, няма нужда да се бърза, темпото и редът на развиване на барабана се регулира ръчно.
6. При полагане на кабела в тава най-важното е да не се надвишава критичният радиус на огъване и механично натоварване. Кабелът трябва да се полага в една равнина, да не се създават точки на концентрирани натоварвания, да се избягват остри ъгли, натиск и пресичане с други кабели и трасета по маршрута и да не се огъва кабела.
7. Издърпването на оптичен кабел през тръбопроводи е подобно на издърпването на конвенционален кабел, но не използвайте прекомерна физическа сила и не нарушавайте спецификациите на производителя. Когато използвате скоби за скоби, не забравяйте, че товарът не трябва да пада върху външната обвивка на кабела, а върху силовата конструкция. За намаляване на триенето могат да се използват гранули талк или полистирен; за използването на други смазочни материали се консултирайте с производителя.
8. В случаите, когато кабелът вече има крайно уплътнение, когато монтирате кабела, трябва да сте особено внимателни да не повредите конекторите, да не ги замърсите или да ги подложите на прекомерно натоварване в зоната на свързване.
9. След монтажа кабелът в коритото се закрепва с найлонови връзки, не трябва да се плъзга или провисва. Ако характеристиките на повърхността не позволяват използването на специални кабелни закрепвания, използването на скоби е допустимо, но с изключително внимание, за да не се повреди кабелът. Препоръчително е да използвате скоби с пластмасов защитен слой, за всеки кабел трябва да използвате отделна скоба и в никакъв случай не трябва да свързвате няколко кабела заедно. По-добре е да оставите малко хлабина между крайните точки на закрепването на кабела, вместо да поставяте кабела под напрежение, в противен случай той ще реагира слабо на температурни колебания и вибрации.
10. Ако оптичното влакно е повредено по време на монтажа, маркирайте зоната и оставете достатъчно количество кабел за последващо снаждане.

По принцип полагането на оптичен кабел не се различава много от инсталирането на обикновен кабел. Ако следвате всички препоръки, които сме посочили, тогава няма да има проблеми по време на монтажа и експлоатацията и вашата система ще работи дълго време, ефективно и надеждно.

Пример за типично решение за полагане на оптична линия

Задачата е да се организира оптична комуникационна система между две отделни сгради производствена сграда и административна сграда. Разстоянието между сградите е 500м.

Оценка за монтаж на оптична комуникационна система

Не.	Име на оборудване, материали, работа	Мерна единица от-и	Кол	Цена за брой.	Сума, в rub.
аз	Оборудване на системата FOCL, включително:				25 783
1.1.	Кръстосана оптична стена (SHKON) 8 порта	НАСТОЛЕН КОМПЮТЪР.	2	2600	5200
1.2.	Медиен конвертор 10/100-Base-T / 100Base-FX, Tx/Rx: 1310/1550nm	НАСТОЛЕН КОМПЮТЪР.	2	2655	5310
1.3.	Оптично свързване през проход	НАСТОЛЕН КОМПЮТЪР.	3	3420	10260
1.4.	Разпределителна кутия 600х400	НАСТОЛЕН КОМПЮТЪР.	2	2507	5013
II.	Кабелни трасета и материали на оптичната комуникационна система, включително:				25 000
2.1.	Оптичен кабел с външен кабел 6 kN, централен модул, 4 влакна, едномодов G.652.	м.	200	41	8200
2.2.	Оптичен кабел с вътрешен поддържащ кабел, централен модул, 4 влакна, единичен режим G.652.	м.	300	36	10800
2.3.	Други консумативи (конектори, винтове, дюбели, изолирбанд, крепежни елементи и др.)	комплект	1	6000	6000
III.	ОБЩА РАЗХОД ЗА ОБОРУДВАНЕ И МАТЕРИАЛИ (позиция I+ позиция II)				50 783
IV.	Транспортни и снабдителни разходи 10% *позиция III				5078
V.	Работа по инсталиране и превключване на оборудване, включително:				111 160
5.1.	Монтаж на банери	единици	4	8000	32000
5.2.	Окабеляване	м.	500	75	37500
5.3.	Монтаж и заваряване на конектори	единици	32	880	28160
5.4.	Монтаж на комутационна апаратура	единици	9	1500	13500
VI.	ОБЩО ПРОГНОЗИРАНО (позиция III+позиция IV+позиция V)				167 021

Разяснения и коментари:

1. Общата дължина на маршрута е 500 м, включваща:
   • от оградата до производствената и административната сграда е по 100 м (общо 200 м);
   • покрай оградата между сградите 300м.
2. Извършва се кабелна инсталация отворен метод, включително:
   • от сгради до ограда (200 м) по въздух (теглене) с материали, специализирани за полагане на оптични линии;
   • между сградите (300 м) по протежение на ограда от стоманобетонни плочи, кабелът се закрепва в средата на оградата с метални скоби.
3. За организиране на оптични комуникационни линии се използва специализиран самоносещ (вграден кабел) брониран кабел.

Оптични линии се наричат ​​линии, предназначени за предаване на информация в оптичния диапазон. Според Съветското информационно бюро в края на 80-те години темпът на нарастване на използването на оптични линии е 40%. Експертите на Съюза предположиха, че някои страни напълно ще изоставят медните ядра. Конгресът взе решение за 25% увеличение на обема на комуникационните линии за 12-ия петгодишен план. Тринадесетият, също предназначен за разработване на оптични влакна, видя разпадането на СССР, първият мобилни оператори. Между другото прогнозата на експертите за нарастваща нужда от квалифициран персонал се провали...

Принцип на действие

Какви са причините за рязкото нарастване на популярността на високочестотните сигнали? Съвременните учебници споменават намаляване на необходимостта от регенериране на сигнала, разходите и увеличаване на капацитета на канала. Съветските инженери разбраха, разсъждавайки по различен начин: медните кабели, бронята, екраните представляват 50% от световното производство на мед, 25% от оловото. Един недостатъчно известен факт стана основна причина за изоставянето на спонсорите на Никола Тесла от проекта Wardenclyffe Tower (името е дадено от фамилията на филантропа, дарил земята). Известен сръбски учен искаше да предава информация и енергия безжично, което изплаши много местни собственици на медни заводи. 80 години по-късно картината се промени драматично: хората осъзнаха необходимостта от пестене на цветни метали.

Материалът, използван за направата на влакното е... стъкло. Обикновен силикат, ароматизиран с доста количество модифициращи свойствата полимери. Съветските учебници, в допълнение към посочените причини за популярността на новата технология, назовават:

1. Ниско затихване на сигнала, което доведе до намаляване на необходимостта от регенерация.
2. Без искри, следователно пожарна безопасност, нулева опасност от експлозия.
3. Без късо съединение, намалени изисквания за поддръжка.
4. Нечувствителен към електромагнитни смущения.
5. Ниско тегло, сравнително малки размери.

Първоначално оптичните линии трябваше да свързват големи магистрали: между градовете, предградията и автоматичните телефонни централи. Експертите от СССР нарекоха кабелната революция подобна на появата на твърдотелна електроника. Развитието на технологиите направи възможно изграждането на мрежи без токове на утечки и кръстосани смущения. Участък с дължина стотици километри е лишен от активни методи за регенериране на сигнала. Дължината на едномодов кабел обикновено е 12 км, а на многомодов е 4 км. Последната миля често е покрита с мед. Доставчиците са свикнали да предоставят крайни точки на отделни потребители. Няма високи скорости, трансивърите са евтини, възможността за едновременно захранване на устройството и лекота на използване на линейни режими.

Предавател

Типични формирачи на лъчи са полупроводникови светодиоди, включително твърдотелни лазери. Спектралната ширина на сигнала, излъчван от типичен pn преход, е 30-60 nm. Ефективността на първите твърдотелни устройства едва достига 1%. Основата на свързаните светодиоди често е структурата индий-галий-арсен-фосфор. Излъчвайки с по-ниска честота (1,3 µm), устройствата осигуряват значителна спектрална дисперсия. Получената дисперсия значително ограничава битрейта (10-100 Mbps). Следователно светодиодите са подходящи за изграждане на локални мрежови ресурси (разстояние 2-3 км).

Честотното разделяне с мултиплексиране се извършва от многочестотни диоди. Днес несъвършените полупроводникови структури активно се заменят с вертикално излъчващи лазери, които значително подобряват спектралните характеристики. увеличаване на скоростта. Цената е същата. Технологията за стимулирани емисии носи много по-високи мощности (стотици mW). Кохерентното излъчване осигурява ефективност на едномодовите линии от 50%. Ефектът от хроматичната дисперсия е намален, което позволява по-високи битрейтове.

Краткото време за рекомбинация на заряда улеснява модулирането на излъчването с високи честоти на захранващия ток. В допълнение към вертикалните, те използват:

1. Лазери с обратна връзка.
2. Резонатори на Фабри-Перо.

Високите битрейтове на комуникационните линии на дълги разстояния се постигат чрез използване на външни модулатори: електроабсорбционни, интерферометри на Mach-Zehnder. Външните системи премахват необходимостта от линейна честотна модулация на захранващото напрежение. Изрязаният спектър на дискретния сигнал се предава по-нататък. Освен това са разработени други техники за кодиране на оператора:

• Квадратурна фазова манипулация.
• Ортогонално честотно мултиплексиране.
• Амплитудна квадратурна модулация.

Процедурата се извършва от цифрови сигнални процесори. Старите методи компенсираха само линейния компонент. Berenger изрази модулатора със серия Wien, DAC и усилвател, моделирани с пресечена, независима от времето серия Volterra. Khana предлага в допълнение да се използва модел на полиномиален предавател. Всеки път коефициентите на серията се намират с помощта на индиректна архитектура на обучение. Dutel записва много често срещани варианти. Фазовата кръстосана корелация и квадратурните полета симулират несъвършенства в системите за синхронизация. Нелинейните ефекти се компенсират по същия начин.

Приемници

Фотодетекторът извършва обратното преобразуване между светлина и електричество. Лъвският дял от твърдотелните приемници използва структурата индий-галий-арсен. Понякога има щифтови фотодиоди, лавинни. Структурите метал-полупроводник-метал са идеални за вграждане на регенератори и късовълнови мултиплексори. Оптоелектрическите преобразуватели често се допълват с трансимпедансни усилватели и ограничители, които произвеждат цифров сигнал. След това те практикуват възстановяване на часовника с фазово заключен контур.

Предаване на светлина от стъкло: история

Феноменът на пречупването, който прави възможна тропосферната комуникация, не се харесва на учениците. Сложните формули и безинтересните примери убиват любовта на ученика към знанието. Идеята за светлинен водач се ражда още през 1840-те години: Даниел Коладон и Жак Бабинет (Париж) се опитват да украсят собствените си лекции с примамливи визуални експерименти. Учителите в средновековна Европа са били зле платени, така че големият поток от ученици, носещи пари, изглежда добре дошла перспектива. Лекторите привличаха публиката с всякакви средства. Известен Джон Тиндал се възползва от идеята 12 години по-късно, много по-късно публикува книга (1870), разглеждаща законите на оптиката:

• Светлината преминава границата въздух-вода и се наблюдава пречупване на лъча спрямо перпендикуляра. Ако ъгълът на контакт на лъча с ортогоналната линия надвишава 48 градуса, фотоните спират да напускат течността. Енергията се отразява напълно обратно. Нека наречем границата граничен ъгъл на средата. Водата е 48 градуса 27 минути, силикатното стъкло е 38 градуса 41 минути, диамантът е 23 градуса 42 минути.

Раждането на 19 век донесе леката телеграфна линия Санкт Петербург - Варшава с дължина 1200 км. Регенерирането от операторите на съобщения се извършваше на всеки 40 км. Съобщението продължи няколко часа; времето и видимостта пречеха. Появата на радиокомуникациите замени старите техники. Първите оптични линии датират от края на 19 век. Лекарите харесаха новия продукт! Огънатите стъклени влакна направиха възможно осветяването на всяка кухина на човешкото тяло. Историците предлагат следната времева линия за развитието на събитията:

Идеята на Анри Сен-Рене е продължена от заселниците на Новия свят (20-те години на ХХ век), които решават да подобрят телевизията. Кларънс Хензел, Джон Логи Беърд станаха пионери. Десет години по-късно (1930 г.) студентът по медицина Хайнрих Лам доказва възможността за предаване на изображения с помощта на стъклени водачи. Търсачът на знания решил да изследва вътрешностите на тялото. Качеството на изображението беше лошо и опитът за получаване на британски патент се провали.

Раждането на фибрите

Независимо холандският учен Абрахам ван Хеел, британският Харолд Хопкинс, Нариндер Сингх Капани изобретяват влакна (1954 г.). Заслугата на първия беше в идеята за покриване на централното ядро ​​с прозрачна обвивка, която имаше нисък индекс на пречупване (близо до въздуха). Защитата от повърхностни драскотини значително подобри качеството на предаване (съвременниците на изобретателите видяха основната пречка за използването на оптични линии в големите загуби). Британците също направиха сериозен принос, събирайки пакет от влакна, наброяващ 10 000 парчета, предаващи изображение на разстояние 75 см. Бележката „Гъвкав фиброскоп, използващ статично сканиране“ украсява списание Nature (1954 г.).

Това е интересно! Нариндер Сингх Капани въвежда термина фибростъкло в статия в American Science (1960).

1956 г. донесе на света нов гъвкав гастроскоп, автори Basil Hirschowitz, Wilbur Peters, Lawrence Curtiss (Мичиганския университет). Особеност на новия продукт беше стъклената обвивка на влакната. Елиас Сницер (1961) въвежда идеята за едномодово влакно. Толкова тънък, че само една частица от интерферентния модел се побира вътре. Идеята помогна на лекарите да изследват вътрешностите на (жив) човек. Загубата беше 1 dB/m. Комуникационните нужди се разширяват много повече. Беше необходимо да се достигне праг от 10-20 dB/km.

1964 г. се счита за повратна точка: д-р Као публикува жизненоважна спецификация, въвеждаща теоретичните основи на комуникациите на дълги разстояния. Документът използва широко горната фигура. Ученият е доказал, че високопречистеното стъкло ще помогне за намаляване на загубите. Германският физик (1965 г.) Манфред Бьорнер (Telefunken Research Labs, Улм) представи първата работеща телекомуникационна линия. НАСА незабавно изпрати лунни изображения с нови продукти (разработките бяха секретни). Няколко години по-късно (1970 г.) трима служители на Corning Glass (вижте началото на темата) подадоха патент за прилагане на технологичен цикъл за топене на силициев оксид. Бюрото прекара три години в оценка на текста. Новото ядро ​​увеличи капацитета на канала с 65 000 пъти спрямо медния кабел. Екипът на д-р Као веднага се опита да измине значително разстояние.

Това е интересно! 45 години по-късно (2009 г.) Као получава Нобелова награда за физика.

Военни компютри (1975 г.) на противовъздушната отбрана на САЩ (отдел на NORAD, планините Cheyenne) получиха нови комуникации. Оптичният интернет се появи много отдавна, преди персоналните компютри! Две години по-късно тест на телефонна линия с дължина 1,5 мили в предградие на Чикаго успешно пренесе 672 гласови канала. Стъклодухачите работеха неуморно: началото на 80-те години донесе появата на оптични влакна със затихване от 4 dB/km. Силициевият оксид е заменен с друг полупроводник - германий.

Скоростта на производство на висококачествен кабел от производствената линия беше 2 m/s. Chemie Thomas Mensah разработи технология, която увеличи определения лимит двадесет пъти. Новият продукт най-накрая стана по-евтин от медния кабел. Това, което следва, е описано по-горе: последва скок в приемането на нови технологии. Разстоянието между ретранслаторите беше 70-150 км. Оптичен усилвател, легиран с ербиеви йони, драстично намали разходите за изграждане на линии. Времената на тринадесетата петилетка донесоха на планетата 25 милиона километра оптични мрежи.

Нов тласък на развитието дава изобретяването на фотонните кристали. 2000 г. донесе първите търговски модели. Периодичността на структурите позволи значително увеличаване на мощността, дизайнът на влакното беше гъвкаво регулиран, за да следва честотата. През 2012 г. Nippon Telegraph and Telephone Company постигна скорости от 1 petabit/s в обхват от 50 km с едно влакно.

Военна индустрия

Историята на похода на американската военна индустрия, публикувана в Monmouth Message, е надеждно известна. През 1958 г. мениджърът на кабелите във Форт Монмаут (лабораториите на сигналния корпус на армията на Съединените щати) докладва за опасностите от мълнии и валежи. Служителят обезпокои изследователя Сам Ди Вита, като го помоли да намери заместител на зелената мед. Отговорът съдържаше предложение да се пробва със стъкло, оптично влакно и светлинни сигнали. Инженерите на чичо Сам от онова време обаче са безсилни да решат проблема.

През горещия септември 1959 г. Ди Вита попитал втори ранг лейтенант Ричард Щурцебехер дали знае формулата за стъкло, способно да предава оптичен сигнал. Отговорът съдържа информация относно силициев оксид, проба от университета Алфред. Измерването на индекса на пречупване на материалите с микроскоп причини главоболие на Ричард. 60-70% стъклен прах позволява на лъчистата светлина да преминава свободно, дразнейки очите. Имайки предвид необходимостта от най-чистото стъкло, Sturzebecher изучава модерни производствени техники, използвайки силициев хлорид IV. Ди Вита намира материала за подходящ и решава да остави правителството на преговори с производителите на стъкло Corning.

Служителят познавал добре работниците, но решил да оповести случая публично, за да може заводът да получи държавна поръчка. Между 1961 и 1962 г. идеята за използване на чист силициев оксид е прехвърлена в изследователските лаборатории. Федералните бюджетни кредити възлизат на около 1 милион долара (между 1963 и 1970 г.). Програмата приключи (1985 г.) с развитието на многомилиардна индустрия за производство на оптични кабели, които започнаха бързо да заменят медните кабели. Ди Вита остава да работи, консултирайки индустрията, доживява до 97 години (година на смъртта - 2010).

Видове кабели

Кабелът се формира:

1. Ядро.
2. Черупка.
3. Защитно покритие.

Влакното реализира пълно отражение на сигнала. Материалът на първите два компонента традиционно е стъкло. Понякога намират евтин заместител - полимер. Оптичните кабели се комбинират чрез синтез. Подравняването на сърцевината ще изисква умения. Многомодовите кабели с дебелина над 50 микрона се запояват по-лесно. Двете глобални разновидности се различават по броя на режимите:

• Multimode е оборудван с дебело ядро ​​(над 50 микрона).
• Едномодовият е много по-тънък (по-малко от 10 микрона).

Парадокс: по-малък кабел осигурява комуникация на дълги разстояния. Цената на четириядрен трансатлантик е 300 милиона долара. Ядрото е покрито със светлоустойчив полимер. Списанието New Scientist (2013) публикува експериментите на научна група от университета в Саутхемптън, които обхващат диапазон от 310 метра... с вълновод! Пасивният диелектричен елемент показа скорост от 77,3 Tbit/s. Стените на кухата тръба са оформени от фотонен кристал. Информационният поток се движеше със скорост 99,7% от светлината.

Фотонно кристално влакно

Нов тип кабел се формира от набор от тръби, конфигурацията наподобява заоблена пчелна пита. Фотонните кристали приличат на естествен седеф, образувайки периодични конформации, които се различават по индекса на пречупване. Някои дължини на вълните са отслабени вътре в такива тръби. Кабелът демонстрира лентата на пропускане, лъчът, подложен на пречупване на Брег, се отразява. Поради наличието на забранени зони кохерентният сигнал се движи по световода.

Въведение

Днес комуникацията играе важна роля в нашия свят. И ако по-рано медни кабели и проводници са били използвани за предаване на информация, сега е дошло времето за оптични технологии и оптични кабели. Сега, когато се обаждаме до другия край на света (например от Русия до Америка) или изтегляме любима мелодия от интернет, която е на уебсайт някъде в Австралия, дори не се замисляме как се справяме да го направя. И това се случва благодарение на използването на оптични кабели. За да свържем хората, да ги доближим един до друг или до желания източник на информация, трябва да се свържат континентите. В момента обменът на информация между континентите се осъществява главно чрез подводни оптични кабели. В момента оптичните кабели са положени по дъното на Тихия и Атлантическия океан и почти целият свят е „оплетен“ в мрежа от оптични комуникационни системи (Laser Mag.-1993.-No. 3; Laser Focus World.- 1992.-28, No. 12; Telecom mag.-1993.-No. 25; AEU: J. Asia Electron. Union.-1992.-No. 5). Европейските страни са свързани през Атлантическия океан с оптични линии с Америка. САЩ, през Хавайските острови и остров Гуам - с Япония, Нова Зеландия и Австралия. Оптична комуникационна линия свързва Япония и Корея с руския Далечен изток. На запад Русия е свързана с европейските страни Санкт Петербург - Кингисеп - Дания и Санкт Петербург - Виборг - Финландия, на юг - с азиатските страни Новоросийск - Турция. В същото време основната движеща сила зад развитието на оптичните комуникационни линии е интернет.

Оптичните мрежи със сигурност са една от най-обещаващите области в областта на комуникациите. Капацитетът на оптичните канали е с порядъци по-висок от този на информационните линии, базирани на меден кабел.

Оптичното влакно се счита за най-съвършената среда за предаване на големи потоци информация на големи разстояния. Изработен е от кварц, чиято основа е силициев диоксид - широко разпространен и евтин материал, за разлика от медта. Оптичното влакно е много компактно и леко, с диаметър само около 100 микрона.

В допълнение, оптичното влакно е имунизирано срещу електромагнитни полета, което елиминира някои от типичните проблеми на медните комуникационни системи. Оптичните мрежи са способни да предават сигнали на големи разстояния с по-малко загуби. Въпреки факта, че тази технология все още е скъпа, цените на оптичните компоненти непрекъснато падат, докато възможностите на медните линии се доближават до граничните си стойности и изискват все повече и повече разходи за по-нататъшното развитие на тази област.

Струва ми се, че темата за оптичните комуникационни линии в момента е актуална, обещаваща и интересна за разглеждане. Ето защо го избирам за моята курсова работа и вярвам, че FOCL е бъдещето.

1. История на създаването

Въпреки че оптичните влакна са широко използвано и популярно средство за комуникация, самата технология е проста и разработена отдавна. Експериментът с промяна на посоката на светлинен лъч чрез пречупване е демонстриран от Даниел Коладон и Жак Бабине през 1840 г. Практическото приложение на технологията е намерено едва през ХХ век.

През 20-те години на миналия век експериментаторите Кларънс Хаснел и Джон Берд демонстрират възможността за предаване на изображения чрез оптични тръби.

Изобретяването на оптичните влакна през 1970 г. от специалистите на Corning се счита за повратна точка в историята на развитието на оптичните технологии. Разработчиците успяха да създадат проводник, който е в състояние да поддържа поне един процент от мощността на оптичния сигнал на разстояние от един километър. По днешните стандарти това е доста скромно постижение, но тогава, преди почти 40 години, е било необходимо условие, за да се развие нов тип кабелна комуникация.

E Първите мащабни експерименти, свързани с появата на стандарта FDDI. Тези мрежи от първо поколение все още работят днес.

E Масово използване на оптични влакна, свързано с производството на по-евтини компоненти. Скоростта на растеж на оптичните мрежи е експлозивна.

E Увеличаване на скоростта на предаване на информация, поява на вълнови мултиплексни технологии (WDM, DWDM) / Нови видове влакна.

2. Оптични комуникационни линии като концепция

1 Оптично влакно и неговите видове

Фиброоптична комуникационна линия (FOCL) е вид система за предаване, в която информацията се предава по оптични диелектрични вълноводи, известни като оптични влакна. И така, какво е това?

Оптичното влакно е изключително тънък стъклен цилиндър, наречен сърцевина, покрит със слой стъкло (фиг. 1), наречен обвивка, с различен индекс на пречупване от сърцевината. Едно влакно се характеризира с диаметрите на тези области - например 50/125 означава влакно с диаметър на сърцевината от 50 микрона и диаметър на външната обвивка от 125 микрона.

Фиг.1 Структура на оптично влакно

Светлината се разпространява по сърцевината на влакното чрез последователни пълни вътрешни отражения на границата между сърцевината и обвивката; поведението му е в много отношения подобно на това, което би било, ако падне в тръба, чиито стени са покрити с огледален слой. Въпреки това, за разлика от конвенционалното огледало, чието отражение е доста неефективно, пълното вътрешно отражение е по същество близко до идеалното - това е основната им разлика, която позволява на светлината да пътува на дълги разстояния по влакното с минимални загуби.

Влакно, направено по този начин ((фиг. 2) a)) се нарича влакно със стъпаловиден индекс и многомодово влакно, защото има много възможни пътища или режими за разпространение на светлинен лъч.

Това множество от режими води до дисперсия на импулса (разширяване), тъй като всеки режим преминава по различен път през влакното и следователно различните режими имат различни закъснения на предаване, докато преминават от единия край на влакното до другия. Резултатът от това явление е ограничение на максималната честота, която може да бъде ефективно предадена за дадена дължина на влакното - увеличаването или на честотата, или на дължината на влакното над границите по същество води до сливане на последователни импулси, което ги прави невъзможни за разграничаване. За типично многомодово влакно това ограничение е приблизително 15 MHz km, което означава, че видео сигнал с честотна лента от например 5 MHz може да бъде предаден на максимално разстояние от 3 km (5 MHz x 3 km = 15 MHz km) . Опитът за предаване на сигнал на по-голямо разстояние ще доведе до прогресивна загуба на високи честоти.

Фиг.2 Видове оптични влакна

За много приложения тази цифра е неприемливо висока и е в ход търсене на оптичен дизайн с по-широка честотна лента. Един от начините е да се намали диаметърът на влакното до много малки стойности (8-9 µm), така че да стане възможен само един режим. Едномодовите влакна, както се наричат ​​((фиг. 2) b)) са много ефективни за намаляване на дисперсията и получената честотна лента - много GHz km - ги прави идеални за обществени телефонни и телеграфни мрежи (PTT) и мрежи за кабелна телевизия . За съжаление влакната с такъв малък диаметър изискват използването на мощен, прецизно подравнен и следователно сравнително скъп лазерен диоден излъчвател, което намалява тяхната привлекателност за много приложения, включващи малка дължина на проектираната линия.

В идеалния случай имате нужда от влакно с честотна лента от същия порядък като едномодовото влакно, но с диаметър, подобен на многомодовия, така че да има възможна употребаевтини LED предаватели. До известна степен тези изисквания се изпълняват от многомодово влакно с градиентна промяна на индекса на пречупване ((Фиг. 2) c)). То прилича на многомодовото влакно със стъпков индекс, обсъдено по-горе, но индексът на пречупване на сърцевината му не е еднакъв - варира плавно от максимална стойност в центъра до по-ниски стойности в периферията. Това води до две последици. Първо, светлината се движи по леко извита траектория, и второ, което е по-важно, разликите в забавянето на разпространението между различните режими са минимални. Това е така, защото високите модове, навлизайки във влакното под по-голям ъгъл и пътувайки на по-голямо разстояние, всъщност започват да се разпространяват с по-висока скорост, докато се отдалечават от центъра в областта, където индексът на пречупване намалява, и обикновено пътуват по-бързо от по-ниските -моди на ред, оставащи близо до оста във влакното, в областта на висок индекс на пречупване. Увеличението на скоростта просто компенсира по-голямото изминато разстояние.

Многомодовите влакна с градуиран индекс не са идеални, но все пак показват много добра честотна лента. Затова при повечето къси и средно дълги влакна изборът на този вид влакно е за предпочитане. На практика това означава, че честотната лента само рядко е параметър, който трябва да се вземе предвид.

Това обаче не важи за затихването. Оптичният сигнал отслабва във всички влакна със скорост, зависеща от дължината на вълната на светлинния източник на предавателя (фиг. 3). Както споменахме по-рано, има три дължини на вълната, при които затихването на оптичното влакно обикновено е минимално - 850, 1310 и 1550 nm. Те са известни като прозрачни прозорци. За многомодовите системи прозорецът от 850 nm е първият и най-често използван (най-ниска цена). При тази дължина на вълната многомодовото влакно с добро качество показва затихване от около 3 dB/km, което прави възможно осъществяването на затворена телевизионна комуникация на разстояния над 3 km.

Фиг.3 Зависимост на затихването от дължината на вълната

При дължина на вълната от 1310 nm, същото влакно показва още по-ниско затихване от 0,7 dB/km, като по този начин позволява обхватът на комуникация да бъде пропорционално увеличен до приблизително 12 km. 1310 nm е и първият работен прозорец за едномодови оптични системи със затихване от около 0,5 dB/km, което в комбинация с лазерни диодни предаватели позволява комуникационни линии с дължина над 50 km. Вторият прозорец на прозрачност - 1550 nm - се използва за създаване на още по-дълги комуникационни линии (затихване на влакното по-малко от 0,2 dB/km).

2 Класификация на FOC

Оптичният кабел съществува от дълго време, дори поддържа ранни Ethernet стандарти за пропускателна способност от 10 Mbps. Първият от тях се нарича FOIRL (Fiber-Optic Inter-Repeater Link), а следващият се нарича 10BaseF.

Днес в света има няколко десетки компании, които произвеждат оптични кабели за различни цели. Най-известните от тях: AT&T, General Cable Company (САЩ); Siecor (Германия); BICC кабел (UK); Les cables de Lion (Франция); Nokia (Финландия); NTT, Sumitomo (Япония), Pirelli (Италия).

Определящите параметри при производството на оптични кабели са условията на работа и капацитета на комуникационната линия. Според условията на работа кабелите се разделят на две основни групи (фиг. 4)

Вътрешните са предназначени за монтаж в сгради и конструкции. Те са компактни, леки и като правило имат къса обща дължина.

Магистъралните линии са предназначени за полагане на кабелни комуникации в кладенци, в земята, върху опори по протежение на електропроводи и под вода. Тези кабели са защитени от външни влияния и имат конструктивна дължина над два километра.

За да се осигури висока пропускателна способност на комуникационните линии, се произвеждат оптични кабели, съдържащи малък брой (до 8) едномодови влакна с ниско затихване, а кабелите за разпределителни мрежи могат да съдържат до 144 влакна, както едномодови, така и многомодови, в зависимост върху разстоянията между мрежовите сегменти.

Фиг.4 Класификация на FOC

3 Предимства и недостатъци на оптичното предаване на сигнала

3.1 Предимства на оптичните комуникационни линии

За много приложения оптичните влакна са за предпочитане поради редица предимства.

Ниска загуба на предаване. Оптичните кабели с ниски загуби ви позволяват да предавате сигнали за изображения на дълги разстояния без използването на маршрутизиращи усилватели или повторители. Това е особено полезно за схеми за предаване на дълги разстояния - например системи за наблюдение на магистрали или железопътни линии, където участъци без повторители от 20 км не са необичайни.

Широколентов пренос на сигнал. Широката честотна лента на предаване на оптичното влакно позволява висококачествено видео, аудио и цифрови данни да се предават едновременно по един оптичен кабел.

Устойчивост на смущения и смущения. Пълната нечувствителност на оптичния кабел към външни електрически шумове и смущения осигурява стабилна работа на системите дори в случаите, когато инсталаторите не са обърнали достатъчно внимание на местоположението на близките електрически мрежи и др.

Електрическа изолация. Липсата на електрическа проводимост за оптичен кабел означава, че проблемите, свързани с промените в земния потенциал, като тези, открити в електроцентрали или железопътни линии, са елиминирани. Същото свойство елиминира риска от повреда на оборудването, причинена от токови удари от мълния и др.

Леки и компактни кабели. Изключително малкият размер на оптичните влакна и оптичните кабели ви позволява да вдъхнете нов живот на претъпканите кабелни канали. Например, един коаксиален кабел заема същото количество пространство като 24 оптични кабела, всеки от които може да пренася 64 видео канала и 128 аудио или видео сигнала едновременно.

Вечна линия за комуникация. Чрез проста подмяна на крайното оборудване, а не на самите кабели, оптичните мрежи могат да бъдат надградени, за да носят повече информация. От друга страна, част или дори цялата мрежа може да се използва за съвсем различна задача, например комбиниране на локална мрежа и затворена телевизионна система в един кабел.

Взривна и пожарна безопасност. Поради липсата на искрене, оптичното влакно повишава сигурността на мрежата в химически и петролни рафинерии, когато се обслужват високорискови технологични процеси.

Икономическа ефективност на оптични комуникационни линии. Влакното е направено от кварц, който се основава на силициев диоксид, широко разпространен и следователно евтин материал, за разлика от медта.

Дълъг експлоатационен живот. С течение на времето влакното се разгражда. Това означава, че затихването в инсталирания кабел постепенно се увеличава. Въпреки това, благодарение на усъвършенстването на съвременните технологии за производство на оптични влакна, този процес значително се забавя, а експлоатационният живот на FOC е приблизително 25 години. През това време може да се променят няколко поколения/стандарти на трансивър системи.

3.2 Недостатъци на оптичните линии

Висока сложност на монтажа. Висококвалифициран персонал и специални инструменти. Затова най-често оптичният кабел се продава под формата на предварително нарязани парчета с различна дължина, в двата края на които вече са монтирани необходимия тип конектори. Използването на оптичен кабел изисква специални оптични приемници и предаватели, които преобразуват светлинните сигнали в електрически сигнали и обратно.

Оптичният кабел е по-малко издръжлив и гъвкав от електрическия кабел. Типичният допустим радиус на огъване е около 10 - 20 см, при по-малки радиуси на огъване централното влакно може да се счупи.

Оптичният кабел е чувствителен към йонизиращо лъчение, което намалява прозрачността на стъклените влакна, тоест увеличава затихването на сигнала.

3. Електронни компоненти на оптични линии. Принцип на трансфер на информация

В най-общ вид принципът на предаване на информация във влакнесто-оптични комуникационни системи може да бъде обяснен с помощта на (фиг. 5).

Фиг.5 Принцип на предаване на информация във влакнесто-оптични комуникационни системи

1 Предаватели за оптични влакна

Най-важният компонент на оптичния предавател е източникът на светлина (обикновено полупроводников лазер или светодиод (Фигура 6)). И двете служат за една и съща цел - генериране на микроскопичен светлинен лъч, който може да бъде инжектиран във влакното с висока ефективност и модулиран (променен в интензитета) при висока честота. Лазерите осигуряват по-висок интензитет на лъча от светодиодите и позволяват по-високи скорости на модулация; следователно те често се използват за широколентови линии на дълги разстояния, като телекомуникации или кабелна телевизия. От друга страна, светодиодите са по-евтини и по-издръжливи устройства, а също така са доста подходящи за повечето малки или средни системи.

Фиг.6 Методи за въвеждане на оптично лъчение в оптично влакно

В допълнение към функционалната си цел (т.е. какъв сигнал трябва да предава), оптичният предавател се характеризира с още две важни параметри, определяйки неговите свойства. Единият е неговата оптична изходна мощност (интензитет). Второто е дължината на вълната (или цвета) на излъчваната светлина. Обикновено това е 850, 1310 или 1550 nm, стойности, избрани от условието за съвпадение на т.нар. „прозорци на прозрачност“ в предавателните характеристики на оптичния материал.

3.2 Приемници за оптични влакна

Приемниците с оптични влакна изпълняват жизненоважната задача за откриване на изключително слабо оптично лъчение, излъчвано от края на влакното, и усилване на получения електрически сигнал до необходимото ниво с минимално изкривяване и шум. Минималното ниво на радиация, необходимо на приемника, за да осигури приемливо качество на изходния сигнал, се нарича чувствителност; Разликата между чувствителността на приемника и изходната мощност на предавателя определя максималната допустима загуба в системата в dB. За повечето затворени телевизионни системи за наблюдение с LED предавател типичната стойност е 10-15 dB. В идеалния случай приемникът трябва да работи нормално, когато входният сигнал варира в широки граници, тъй като обикновено е невъзможно да се предскаже предварително точно каква ще бъде степента на затихване в комуникационната линия (т.е. дължина на линията, брой кръстовища и т.н.). Много прости дизайни на приемници използват ръчни настройки на усилването по време на инсталирането на системата, за да се постигне желаното ниво на изход. Това е нежелателно, тъй като промените в затихването на линията са неизбежни поради стареене или температурни промени и т.н., което налага необходимостта от периодично регулиране на усилването. Всички оптични приемници използват автоматичен контрол на усилването, който следи средното ниво на входния оптичен сигнал и съответно променя усилването на приемника. Не е необходима ръчна настройка нито по време на монтаж, нито по време на работа.

комуникационен кабел с оптични влакна

4. Области на приложение на оптични комуникационни линии

Оптичните комуникационни линии (FOCL) ви позволяват да предавате аналогови и цифрови сигнали на големи разстояния. Те се използват и на по-малки, по-управляеми разстояния, като например вътре в сгради. Броят на интернет потребителите расте - и ние бързо изграждаме нови центрове за обработка на данни (ЦОД), за свързването на които се използва оптично влакно. Наистина, при предаване на сигнали със скорост от 10 Gbit/s, разходите са подобни на "медните" линии, но оптиката консумира значително по-малко енергия. В продължение на много години привържениците на оптични и медни кабели се борят помежду си за приоритет в корпоративните мрежи. Загуба на време!

Наистина, броят на приложенията за оптика се увеличава, главно поради гореспоменатите предимства пред медта. Оптичното оборудване се използва широко в медицинските заведения, например за превключване на локални видеосигнали в операционни зали. Оптичните сигнали нямат нищо общо с електричеството, което е идеално за безопасността на пациентите.

Оптичните технологии са предпочитани и от военните, тъй като предадените данни са трудни или дори невъзможни за четене отвън. Оптичните линии осигуряват висока степен на защита на поверителна информация и позволяват предаването на некомпресирани данни като графики с висока разделителна способност и видео с пикселна точност. Оптиката е навлязла във всички ключови области – системи за наблюдение, контролни зали и ситуационни центрове в зони с екстремни условия на работа.

Намаляването на цената на оборудването направи възможно използването на оптични технологии в традиционно медни области - в големи промишлени предприятия за организиране на автоматизирани системи за управление на процесите (APCS), в енергетиката, в системи за сигурност и видеонаблюдение. Способността за предаване на голям поток от информация на големи разстояния прави оптиката идеално подходяща и търсена в почти всички области на индустрията, където дължината на кабелните линии може да достигне няколко километра. Ако за кабел с усукана двойка разстоянието е ограничено до 450 метра, тогава за оптика 30 км не е ограничението.

Като пример за използване на оптични комуникационни линии, бих искал да дам описание на система за видеонаблюдение със затворен цикъл в типична електроцентрала. Тази тема стана особено актуална и търсена напоследък, след като правителството на Руската федерация прие резолюция за борба с тероризма и списък на жизненоважни обекти, които трябва да бъдат защитени.

5. Оптични системи за телевизионно наблюдение

Процесът на разработка на системата обикновено включва два компонента:

Избор на подходящи активни компоненти на пътя на предаване въз основа на необходимата функция (или функции), вида и броя на наличните или предлаганите влакна и максималния обхват на предаване.

Проекти на пасивна инфраструктура за оптични кабели, включително видове и спецификации на опорни кабели, съединителни кутии, оптични панели за свързване.

1 Компоненти на предавателния тракт за видеонаблюдение

На първо място - какви компоненти всъщност са необходими, за да отговарят на спецификациите на системата?

Системи с фиксирани камери - Тези системи са изключително прости и обикновено се състоят от миниатюрен оптичен предавател и модулен или монтиран в стелаж приемник. Предавателят често е достатъчно малък, за да се монтира директно в тялото на камерата и е снабден с коаксиален байонет конектор, оптичен „ST“ конектор и клеми за свързване на захранване с ниско напрежение (обикновено 12 VDC или AC). Системата за наблюдение на типична електроцентрала се състои от няколко десетки от тези камери, сигналите от които се предават към централната контролна станция, като в този случай приемниците са монтирани в стелаж на стандартна 19-инчова 3U карта с общо захранване доставка.

Системи, базирани на контролирани камери с PTZ устройства - такива системи са по-сложни, тъй като е необходим допълнителен канал за предаване на сигнали за управление на камерата. Най-общо казано, има два вида системи за дистанционно управление на такива камери - такива, изискващи еднопосочно предаване на сигнали за дистанционно управление (от централната станция към камерите) и такива, изискващи двупосочно предаване. Системите за двупосочно предаване стават все по-популярни, защото позволяват на всяка камера да потвърди получаването на всеки контролен сигнал и следователно осигуряват по-голяма точност и надеждност на контрола. Във всяка от тези групи има широк набор от изисквания за интерфейс, включително RS232, RS422 и RS485. Други системи не използват цифров интерфейс, а предават данни като последователност звукови сигналипо аналогов канал, подобно на двучестотните сигнали за тонално набиране в телефонията.

Фиг.6 Предаване на сигнали за дистанционно управление за ротационно устройство по едно влакно

Всички тези системи могат да работят и с оптични кабели с помощта на подходящо оборудване. При нормални обстоятелства едновременното предаване на оптични сигнали в противоположни посоки по едно и също влакно е нежелателно, тъй като ще възникнат кръстосани разговори поради разпръснато отражение във влакното. В затворените телевизионни системи този ефект създава шум в картината, когато контролите на камерата са включени.

За да се постигне двупосочно предаване по едно влакно, без да се причиняват взаимни смущения, е необходимо предавателите в различните краища на влакното да работят на различни дължини на вълната, например съответно 850 nm и 1300 nm (фиг. 6). Мултиплексор с разделяне на дължината на вълната (WDM) е свързан към всеки край на влакното, което гарантира, че всеки приемник получава само необходимата дължина на вълната на светлината (например 850 nm) от предавателя в противоположния край на влакното. Установено е, че нежеланите отражения от предавателя в близкия край са в „грешен“ диапазон (т.е. 1300 nm) и съответно се прекъсват.

Допълнителни възможности - въпреки че изборът на фиксирана камера или камера на PTZ устройство удовлетворява изискванията на повечето затворени телевизионни системи за наблюдение, има редица системи, които изискват допълнителни възможности, например предаване на аудио информация - за общо известяване, спомагателни съобщения до потребителя или вътрешна комуникация с отдалечен пост. От друга страна, част от интегрирана система за сигурност може да включва сензорни контакти, които се задействат в случай на пожар или поява на непознати. Всички тези сигнали могат да се предават по оптично влакно - или същото, което се използва от мрежата, или друго.

2 Мултиплексиране на видео сигнали

До 64 видео и до 128 аудио или цифрови сигнала за данни могат да бъдат мултиплексирани на едно едномодово влакно или малко по-малък брой на многомодово. В този контекст мултиплексирането се отнася до едновременното предаване на видеосигнали на цял екран в реално време, а не до дисплея с малък кадър или разделен екран, който терминът е по-често използван.

Възможността за предаване на множество сигнали и допълнителна информация през множество оптични влакна е много ценна, особено за системи за телевизионно наблюдение на дълги разстояния като магистрали или железопътни линии, където минимизирането на броя на оптичните кабели често е жизненоважно. За други приложения, с по-къси разстояния и широко разпръснати камери, ползите не са толкова ясни и тук първото съображение трябва да бъде използването на отделна оптична връзка за всеки видео сигнал. Изборът дали да се мултиплексира или не е доста сложен и трябва да бъде направен само след разглеждане на всички аспекти, включително топология на системата, общи разходи и не на последно място устойчивост на мрежови грешки.

3 Кабелна мрежова инфраструктура

След като се определят изискванията за преносния път, се разработва инфраструктурата на мрежата от оптичен кабел, която включва не само самите кабели, но и всички спомагателни компоненти - разклонителни кутии, кабелни удължителни панели, байпасни кабели.

Първата задача е да се потвърди правилността на избора на броя и типа оптични влакна, определени на етапа на избор на компоненти на пътя. Ако системата не е много дълга (т.е. не по-дълга от около 10 km) и не включва мултиплексирано предаване на видео сигнали, тогава най-вероятно оптималният избор ще бъде 50/125 μm или 62,5/125 μm градуиран индекс на влакното. Традиционно 50/125 µm влакна се избират за затворени телевизионни системи и 62,5/125 µm за локални мрежи. Във всеки случай, всеки от тях е подходящ за всяка от тези задачи и като цяло в повечето страни се използва 62,5/125 микрона влакна и за двете цели.

Броят на необходимите влакна може да се определи въз основа на броя и относителното разположение на камерите и дали се използват еднопосочни или двупосочни. дистанционноили мултиплексиране. Тъй като тръбите. Кабелите, предназначени за монтаж във външни канали, обикновено са хидроизолирани или с алуминиева лента (сухи кухи тръби), или с водоотблъскващ пълнител (кабели, напълнени с гел). Пожаробезопасен кабел.

Много телевизионни системи с късо съединение имат конфигурация звезда, където единична секция кабел е положена от всяка камера към контролната станция. За такива системи оптималната конструкция на кабела ще съдържа две влакна - съответно за предаване на видео сигнали и дистанционно управление. Тази конфигурация осигурява 100% капацитет на кабела, тъй като, ако е необходимо, сигналите за видео и дистанционно управление могат да се предават по едно и също влакно. По-обширните мрежи могат да се възползват от използването на „топология на обърнат клон и дърво“ (фиг. 7). В такива мрежи двужилен оптичен кабел води от всяка камера до локален „хъб“, където те са свързани в един многожилен кабел. Самият концентратор не е много по-сложен от конвенционалната съединителна кутия за всякакви атмосферни условия и често може да се комбинира с корпуса на оборудването на една от камерите.

Увеличението на разходите при добавяне на оптични линии към съществуващ кабел е незначително, особено в сравнение с разходите за свързаните с това обществени работи, възможността за инсталиране на кабели с допълнителен капацитет трябва да се обмисли сериозно.

Прокопаните оптични кабели могат да съдържат армировка от стоманена тел. В идеалния случай всички кабели трябва да бъдат изработени от материали, забавящи горенето с ниски емисии на дим, за да отговарят на местните кодове, предназначени за монтаж във външни кабелни канали или директно в канали, обикновено с куха тръба, съдържаща от 2 до 24 влакна в едно или повече

Фиг.7 Дървовидна топология на оптична мрежа

В контролната станция входният оптичен кабел обикновено влиза в интерфейсен модул, монтиран в 19" багажник, като всяко влакно има свой собствен индивидуален конектор "ST". За окончателно свързване с приемника, къси адаптерни кабели с висока твърдост с не се изискват специални умения за извършване на цялата инсталационна работа, освен разумно разбиране на необходимостта от внимателно боравене с оптично влакно (например, не огъвайте влакното с радиус по-малък от 10 диаметъра на влакното) и изискванията за обща хигиена (т.е. чистота).

4
Бюджет за оптични загуби

Може да изглежда странно, че изчисленията на бюджета на оптичните загуби се извършват толкова късно в процеса на проектиране, но всъщност всякакви точни изчисления са възможни само след като инфраструктурата на кабелната мрежа е напълно дефинирана. Целта на изчислението е да се определят загубите за най-лошия път на сигнала (обикновено най-дългия) и да се гарантира, че оборудването, избрано за пътя на предаване, се вписва в получените граници с разумна граница.

Изчислението е доста просто и се състои от обичайното сумиране на загубите в децибели на всички компоненти на пътя, включително затихването в кабела (dB/km x дължина в km) ​​плюс двата съединителя и загубите в ставите. Най-голямата трудност е простото извличане на необходимите стойности на загубите от документацията на производителя.

В зависимост от получения резултат може да се наложи преоценка на оборудването, избрано за пътя на предаване, за да се осигурят приемливи загуби. Например, може да се наложи да поръчате оборудване с подобрени оптични параметри и ако това не е налично, трябва да помислите за преминаване към прозорец за прозрачност с по-голяма дължина на вълната, където загубите са по-ниски.

5 Тестване на системата и въвеждане в експлоатация

Повечето инсталатори на оптична мрежа предоставят резултати от оптични тестове за оптичната мрежа, която се въвежда в експлоатация. Като минимум те трябва да включват измервания на оптичната мощност от край до край за всяка оптична връзка - това е еквивалентно на тест за интегритет за конвенционална медна мрежа с електрически мултиплексори. Тези резултати са представени като стойности на загуба на линия в dB и могат да бъдат директно сравнени със спецификациите за оборудването, избрано за пътя на предаване. Обикновено се счита за нормално да има минимална граница на загубите (обещаните параметри на оборудването минус измерената стойност) от 3 dB за неизбежните процеси на стареене, които се случват в оптичните линии, особено в предавателите.

Заключение

Експертите често имат мнение, че оптичните решения са много по-скъпи от медните. В заключителната част на моята работа бих искал да обобщя казаното по-рано и да се опитам да разбера дали това е вярно или не, като сравнявам оптичните решения на компанията 3M Volution със стандартна екранирана система от 6-та категория, която има най-близки свойства до многомодовата оптика

Приблизителната цена на типична система включваше цената на 24-портов порт за свързващ панел (на абонат), абонатни и свързващи кабели, абонатен модул, както и цената на хоризонтален кабел на 100 метра (виж Таблица 1).

Таблица 1 Изчисляване на цената на SCS абонатен порт за категория 6 мед и оптика

Това просто изчисление показа, че цената на оптично решение е само с 35% повече от решение с усукана двойка от категория 6, така че слуховете за огромната цена на оптиката са донякъде преувеличени. Освен това цената на основните оптични компоненти днес е сравнима или дори по-ниска от тази на екранираните системи от 6-та категория, но, за съжаление, готовите оптични връзки и абонатни кабели все още са няколко пъти по-скъпи от техните медни колеги. Въпреки това, ако по някаква причина дължината на абонатните канали в хоризонталната подсистема надвишава 100 m, алтернатива на оптиката просто няма.

В същото време ниската стойност на затихване на оптичното влакно и неговата устойчивост на различни електромагнитни смущения го прави идеално решение за днешните и бъдещите кабелни системи.

Структурните кабелни системи, които използват оптични влакна както за магистрално, така и за хоризонтално окабеляване, предоставят на потребителите редица значителни предимства: по-гъвкав дизайн, по-малък отпечатък върху сградата, по-голяма сигурност и по-добра управляемост.

Използването на оптични влакна на работните места ще направи възможно в бъдеще преминаването към нови мрежови протоколи, като Gigabit и 10 Gigabit Ethernet, при минимални разходи. Това е възможно благодарение на редица скорошни постижения в оптичните технологии: многомодово влакно с подобрена оптична производителност и честотна лента; оптични конектори с малък форм-фактор, които изискват по-малко площ и разходи за инсталиране; Планарните лазерни диоди с вертикална кухина позволяват предаване на данни на дълги разстояния на ниска цена.

Широка гама от решения за изграждане на оптични кабелни системи осигурява плавен, рентабилен преход от медни към изцяло оптични структурирани кабелни системи.

Списък на използваната литература

1. Гук М. Хардуер на локални мрежи/М. Guk - Санкт Петербург: Издателство Петър, 2000.-572 с.

Решения за телеком оператори и телекомуникации

Енергия. Електроинженерство. Връзка.

Оптични кабели

Родина О.В. Оптични съобщителни линии/О.В. Родина - М.: Гореща линия, 2009.-400c.