Αρχή λειτουργίας γραμμών επικοινωνίας οπτικών ινών. Γραμμές επικοινωνίας οπτικών ινών. Ένα παράδειγμα τυπικής λύσης για την τοποθέτηση γραμμής ινών

Επικοινωνία οπτικών ινών

Επικοινωνία οπτικών ινών- ένας τύπος ενσύρματης τηλεπικοινωνίας που χρησιμοποιεί ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία της οπτικής (εγγύς-υπέρυθρης) περιοχής ως φορέα σημάτων πληροφοριών και καλώδια οπτικών ινών ως συστήματα καθοδήγησης. Χάρη στην υψηλή φέρουσα συχνότητα και τις ευρείες δυνατότητες πολυπλεξίας, η απόδοση των γραμμών οπτικών ινών είναι πολλές φορές υψηλότερη από την απόδοση όλων των άλλων συστημάτων επικοινωνίας και μπορεί να μετρηθεί σε terabit ανά δευτερόλεπτο. Η χαμηλή εξασθένηση του φωτός στην οπτική ίνα επιτρέπει τη χρήση επικοινωνιών οπτικών ινών σε σημαντικές αποστάσεις χωρίς τη χρήση ενισχυτών. Οι επικοινωνίες με οπτικές ίνες είναι απαλλαγμένες από ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές και είναι δύσκολο να προσπελαστούν για μη εξουσιοδοτημένη χρήση - είναι τεχνικά εξαιρετικά δύσκολο να υποκλαπούν κρυφά ένα σήμα που μεταδίδεται μέσω ενός οπτικού καλωδίου.

Φυσική βάση

Η επικοινωνία με οπτικές ίνες βασίζεται στο φαινόμενο της συνολικής εσωτερικής ανάκλασης ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων στη διεπαφή μεταξύ διηλεκτρικών με διαφορετικούς δείκτες διάθλασης. Μια οπτική ίνα αποτελείται από δύο στοιχεία - τον πυρήνα, που είναι τον άμεσο οδηγό φωτός, και την επένδυση. Ο δείκτης διάθλασης του πυρήνα είναι ελαφρώς μεγαλύτερος από τον δείκτη διάθλασης της επένδυσης, λόγω του οποίου η δέσμη φωτός, που αντιμετωπίζει πολλαπλές αντανακλάσεις στη διεπαφή πυρήνα-επένδυσης, διαδίδεται στον πυρήνα χωρίς να τον αφήνει.

Εφαρμογή

Οι επικοινωνίες οπτικών ινών χρησιμοποιούνται ολοένα και περισσότερο σε όλους τους τομείς - από υπολογιστές και συστήματα ενσωματωμένου διαστήματος, αεροσκαφών και πλοίων έως συστήματα μετάδοσης πληροφοριών σε μεγάλες αποστάσεις, για παράδειγμα, η γραμμή επικοινωνίας οπτικών ινών Δυτικής Ευρώπης - Ιαπωνίας, μεγάλο μέρος της οποίας διέρχεται από το έδαφος της Ρωσίας. Επιπλέον, το συνολικό μήκος των υποβρύχιων γραμμών επικοινωνίας οπτικών ινών μεταξύ των ηπείρων αυξάνεται.

δείτε επίσης

• Κανάλια διαρροής πληροφοριών που μεταδίδονται μέσω οπτικών γραμμών επικοινωνίας

Σημειώσεις

Ίδρυμα Wikimedia. 2010.

• Γραμμές επικοινωνίας οπτικών ινών
• Καλώδιο οπτικών ινών

Δείτε τι είναι η "Επικοινωνία οπτικών ινών" σε άλλα λεξικά:

ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑ ΟΠΤΙΚΩΝ ΙΝΩΝ- Ένας τύπος ενσύρματης τηλεπικοινωνίας που χρησιμοποιεί ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία της οπτικής (εγγύς υπέρυθρης) εμβέλειας ως φορέα σημάτων πληροφοριών και καλώδια οπτικών ινών ως συστήματα καθοδήγησης. Λεξικό επιχειρηματικών όρων.… … Λεξικό επιχειρηματικών όρων

επικοινωνία οπτικών ινών- - [L.G. Sumenko. Αγγλο-ρωσικό λεξικό για την τεχνολογία της πληροφορίας. M.: State Enterprise TsNIIS, 2003.] Θέματα τεχνολογία πληροφοριών γενικά EN σύνδεση οπτικών ινώνFO Επικοινωνία με οπτικές ίνες ...

επικοινωνίες οπτικών ινών παγκοσμίως- - [L.G. Sumenko. Αγγλο-ρωσικό λεξικό για την τεχνολογία της πληροφορίας. M.: State Enterprise TsNIIS, 2003.] Θέματα τεχνολογίας πληροφοριών γενικά EN σύνδεσμος οπτικών ινών σε όλο τον κόσμοFLAG ... Οδηγός Τεχνικού Μεταφραστή

ΟΠΤΙΚΗ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑ- μετάδοση πληροφοριών με χρήση φωτός. Οι απλούστεροι (μη ενημερωτικοί) τύποι Ο. σ. χρησιμοποιείται με συν. 18ος αιώνας (π.χ. σηματοφόρο αλφάβητο). Με την έλευση των λέιζερ, έγινε δυνατή η μεταφορά γκάμα μέσων και αρχών παραγωγής, μεταποίησης... ... Φυσική εγκυκλοπαίδεια

Γραμμή μετάδοσης οπτικών ινών- (FOCL), η γραμμή επικοινωνίας οπτικών ινών (FOCL) είναι ένα σύστημα οπτικών ινών που αποτελείται από παθητικά και ενεργά στοιχεία, σχεδιασμένο να μεταδίδει πληροφορίες στην οπτική (συνήθως κοντά στο υπέρυθρο) εύρος. Περιεχόμενα 1 ... Wikipedia

Επικοινωνίες οπτικών ινώνκερδίζει ραγδαία δημοτικότητα καθημερινά. Και, αξίζει να σημειωθεί, δεν είναι μάταιο. Βασίζεται σε ειδική ίνα. Αυτή η προσέγγιση σας επιτρέπει να επιτύχετε εξαιρετική απόδοση για τη μετάδοση πληροφοριών σε μεγάλες αποστάσεις. Η χρήση τέτοιων καλωδίων είναι απολύτως δικαιολογημένη. Η χρήση στοιχείων οπτικών ινών έχει πολλά πλεονεκτήματα.

Τα κύρια πλεονεκτήματα των στοιχείων οπτικών ινών περιλαμβάνουν:

• αντοχή;


• δύναμη;


• αξιοπιστία;


• αντοχή σε μηχανικές και εξωτερικές επιδράσεις.


• ευρυζωνική?


• κατώτατη τιμή;


• ελαφρύ βάρος?


• συμπαγείς διαστάσεις?


• αντίσταση σε παρεμβολές ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων.

Αυτή η λίστα μπορεί να συνεχιστεί για πολύ καιρό, καθώς η οπτική ίνα είναι πραγματικά το πιο τέλειο μέσο για τη μετάδοση πληροφοριών.

Υπάρχουν δύο τύποι: single-mode και multi-mode. Και τα δύο έχουν τα πιο σημαντικά κριτήρια: διασπορά και εξασθένηση. Η ίδια η ίνα περιλαμβάνει έναν πυρήνα και μια επένδυση. Αξιοσημείωτο είναι ότι διαφέρουν ως προς τον δείκτη διάθλασης.

Όσον αφορά τη διάδοση των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων σε μια ίνα, μια ίνα μονής λειτουργίας έχει διάμετρο πυρήνα ίνας περίπου 8-10 μικρά. Αυτός ο δείκτης είναι συγκρίσιμος με το μήκος κύματος. Σε πολύτροπο, η διάμετρος είναι 50-60 μικρά, γεγονός που καθιστά δυνατή τη διάδοση ενός τεράστιου αριθμού ακτίνων.

Ιστορία και χαρακτηριστικά των επικοινωνιών οπτικών ινών

Επικοινωνίες οπτικών ινών– μια δημοφιλής και περιζήτητη μέθοδος μετάδοσης πληροφοριών.

Παρά το γεγονός ότι αυτή η τεχνολογία έχει χρησιμοποιηθεί στη σύγχρονη αγορά σχετικά πρόσφατα, η αρχή της χρονολογείται από το 1840, όταν ο Daniel Colladon και ο Jacques Babinette παρουσίασαν το πείραμά τους. Αυτή η αρχή ήταν ότι η κατεύθυνση της δέσμης φωτός άλλαζε μέσω της διάθλασης.

Ωστόσο, η μέθοδος άρχισε να χρησιμοποιείται ενεργά σε αυτόν τον τομέα ήδη από τον 20ο αιώνα.

Αυτός ο τύπος επικοινωνίας έχει πολλά πλεονεκτήματα, συγκεκριμένα:

• χαμηλή εξασθένηση σήματος.


• διαθεσιμότητα προστασίας από μη εξουσιοδοτημένη πρόσβαση·


• εκτέλεση διηλεκτρικών λειτουργιών.


• μεγάλη διάρκεια ζωής κ.λπ.

Λόγω του γεγονότος ότι ο ρυθμός εξασθένησης του σήματος είναι σχετικά μικρός, είναι δυνατή η κατασκευή ενός συστήματος έως και 100 km ή περισσότερο. Με τη σειρά του, η ευρυζωνική φύση της ίνας επιτρέπει τη μετάδοση πληροφοριών κατά μήκος μιας τέτοιας γραμμής με τεράστια ταχύτητα. Συνήθως μπορεί να ποικίλλει έως και 1 Tbit ανά δευτερόλεπτο. Παρά το γεγονός ότι το κόστος συγκόλλησης και μεμονωμένων στοιχείων του συστήματος είναι υψηλό, η κατασκευή αυτού του τύπου σύνδεσης είναι αρκετά δικαιολογημένη. Η χρήση του αποτελεί εγγύηση για ένα σήμα υψηλής ποιότητας χωρίς παρεμβολές και παραμορφώσεις.

Περισσότερα πλεονεκτήματα της επικοινωνίας με οπτικές ίνες

Οι επικοινωνίες με οπτικές ίνες χρησιμοποιούνται ευρέως για τη μετάδοση πληροφοριών. Η επικοινωνία με οπτικές ίνες έχει μια σειρά από μοναδικά χαρακτηριστικά, τα οποία καθορίζουν τη δημοτικότητά της.

Αυτός ο τύπος επικοινωνίας εμφανίστηκε το 1840 μετά την επίδειξη ενός πειράματος με την αλλαγή μιας δέσμης φωτός μέσω διάθλασης. Ωστόσο, αυτός ο τύπος μόλις πρόσφατα άρχισε να χρησιμοποιείται ενεργά.

Υπάρχει ένας τεράστιος αριθμός από αυτούς. Αυτό είναι άμεσα:

1. Ευρυζωνικότητα.Χρησιμοποιώντας μια τέτοια ίνα, οι πληροφορίες μπορούν να μεταδοθούν με υψηλή ταχύτητα. Διαφέρει έως και 1 Tbit ανά δευτερόλεπτο. Αυτός ο δείκτης οφείλεται στην εξαιρετικά υψηλή συχνότητα φορέα.


2. Προσιτη τιμη.Τέτοιες ίνες έχουν μια λογική τιμή, η οποία τους επιτρέπει να χρησιμοποιούνται για πολλούς σκοπούς.


3. Χαμηλή εξασθένηση σήματος.Αυτό το κριτήριο καθιστά δυνατή την κατασκευή γραμμών επικοινωνίας μεγάλου μήκους. Μπορεί να ποικίλλει έως και 100 km και άνω.


4. Μεγάλη περίοδος εξυπηρέτησης.Αυτός ο τύπος γραμμής, όπως δείχνει η πρακτική, μπορεί να λειτουργήσει τέλεια για τουλάχιστον ένα τέταρτο του αιώνα.


5. Αντίσταση σε παρεμβολές.Αυτό αποτρέπει την υποβάθμιση και την παραμόρφωση της ποιότητας του σήματος.


6. Διαθεσιμότητα προστασίας από μη εξουσιοδοτημένη πρόσβαση τρίτων.Πρακτικά δεν υπάρχει τρόπος να υποκλαπούν πληροφορίες που μεταδίδονται μέσω αυτού του τύπου επικοινωνίας χωρίς να καταστραφεί το κύριο καλώδιο.


7. Ασφάλεια.Η οπτική ίνα είναι το ίδιο διηλεκτρικό. Επομένως, αυξάνει σημαντικά την ασφάλεια πυρκαγιάς και έκρηξης ολόκληρου του συστήματος. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα σε επιχειρήσεις που λειτουργούν σε περιβάλλοντα υψηλού κινδύνου.

Αυτά είναι τα κύρια πλεονεκτήματα τέτοιων γραμμών. Λόγω αυτού, επιτυγχάνονται υψηλές επιδόσεις και εξαιρετική ποιότητα του μεταδιδόμενου σήματος.

Τι περιλαμβάνει η επικοινωνία οπτικών ινών;

Οι γραμμές οπτικών ινών είναι ένα ολόκληρο σύστημα που περιλαμβάνει έναν αριθμό συσκευών.

Οι κύριες περιλαμβάνουν τις ακόλουθες συσκευές:

• δέκτης;


• πομπός;


• προενισχυτής?


• ένα μικροκύκλωμα σχεδιασμένο για συγχρονισμό και επαναφορά πληροφοριών.


• μπλοκ κωδικού μετατροπής σε παράλληλο και ο ίδιος ο μετατροπέας.


• διαμορφωτής λέιζερ?


• καλώδιο.

Σήμερα υπάρχουν δύο τύποι ινών. Αυτά είναι single mode και multimode. Ήδη από το όνομά τους γίνεται ξεκάθαρη η αρχή λειτουργίας.

Αν στο πρώτο διαδίδεται μόνο μία δέσμη, τότε στο δεύτερο υπάρχουν πολλές. Αυτό οφείλεται άμεσα στον δείκτη διάθλασης. Στην ίνα μονής λειτουργίας είναι ίσο με το μήκος κύματος του φωτός και στην πολύτροπη ίνα είναι ελαφρώς μεγαλύτερη.

Αξίζει να σημειωθεί ότι και οι δύο τύποι χαρακτηρίζονται από δύο πιο σημαντικούς δείκτες: τη διασπορά και την εξασθένηση.

Συντήρηση γραμμών επικοινωνίας οπτικών ινών

Οι γραμμές επικοινωνίας οπτικών ινών είναι πολύ δημοφιλείς. αυτό οφείλεται άμεσα στις δυνατότητες και τα χαρακτηριστικά τους.

Η συντήρηση των γραμμών επικοινωνίας οπτικών ινών πρέπει να πραγματοποιείται τακτικά για να αποφευχθούν διάφορα σφάλματα, παραμορφώσεις στα μεταδιδόμενα σήματα και βλάβες.

Αξίζει να σημειωθεί ότι αυτού του είδους η λειτουργία πρέπει να εμπιστεύεται μόνο σε επαγγελματίες τεχνίτες. Αυτό εγγυάται την πλήρη εξάλειψη των ανακριβειών. Επιπλέον, τέτοιες λειτουργίες μπορούν να παρατείνουν σημαντικά τη διάρκεια ζωής τόσο των μεμονωμένων στοιχείων όσο και ολόκληρου του συστήματος.

Η μετάδοση πληροφοριών είναι πάντα σχετική. Για να πραγματοποιηθεί η αναμετάδοση όσο το δυνατόν πιο αποτελεσματικά, θα πρέπει να επιλέξετε ισχυρές και παραγωγικές συσκευές. Πριν ξεκινήσει ο εξοπλισμός, πρέπει να ρυθμιστεί σύμφωνα με τις απαιτούμενες παραμέτρους.

Σήμερα, για τέτοια συστήματα είναι σημαντικό να χρησιμοποιούνται γραμμές επικοινωνίας οπτικών ινών. Η χρήση τέτοιων στοιχείων έχει πολλά πλεονεκτήματα.

Ένα τέτοιο σύστημα αποτελείται από ενεργά και παθητικά αντικείμενα, καθώς και καλώδια οπτικών ινών, τα οποία λειτουργούν, κατά κανόνα, στην υπέρυθρη περιοχή. Κυρίως στον διπλανό σου.

Η οπτική ίνα είναι μακράν το πιο προηγμένο μέσο που χρησιμοποιείται για τη μετάδοση πληροφοριών.

Ανάμεσα στη μάζα των πλεονεκτημάτων του, πρέπει να επισημανθούν τα πιο σημαντικά. Αυτό:

• προσιτη τιμη;
• ευρυζωνική?
• συμπαγές;
• ευκολία;
• χαμηλή εξασθένηση σήματος στην ίνα.
• αντίσταση σε ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές.

Για τα συστήματα μετάδοσης πληροφοριών, το τελευταίο κριτήριο είναι το πιο σημαντικό. Έτσι, το σήμα φτάνει χωρίς παραμόρφωση σε όλη τη διαδρομή διάδοσής του.

Αλλά τέτοια στοιχεία δεν είναι χωρίς τα μειονεκτήματά τους. Πρώτα απ 'όλα, η ανάγκη για ισχυρό ενεργό εξοπλισμό κατά τη δημιουργία ολόκληρου του συστήματος.

Το δεύτερο μειονέκτημα είναι ότι η εγκατάσταση οπτικών ινών πραγματοποιείται μόνο με τη χρήση εξοπλισμού ακριβείας. Ένας τέτοιος εξοπλισμός είναι αρκετά ακριβός.

Ένα άλλο μειονέκτημα είναι το υψηλό κόστος διόρθωσης βλαβών. Ωστόσο, σε σύγκριση με τον τεράστιο αριθμό πλεονεκτημάτων και λειτουργικών χαρακτηριστικών, αυτά τα μειονεκτήματα ξεθωριάζουν στο παρασκήνιο και είναι εντελώς ασήμαντα.

Θα πρέπει επίσης να σημειωθεί ότι μια τέτοια ίνα μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε δύο ποικιλίες: απλής λειτουργίας και πολλαπλής λειτουργίας. Αυτό το όνομα οφείλεται άμεσα σε παραλλαγές στη διάδοση της ακτινοβολίας σε αυτό.

Εταιρείες που παρέχουν συντήρηση γραμμών επικοινωνίας οπτικών ινών στην έκθεση

Το ρωσικό διεθνές συγκρότημα Expocentre Fairgrounds φιλοξενεί παραδοσιακά έναν τεράστιο αριθμό βιομηχανικών και θεματικών εκδηλώσεων. Ενας από αυτούς - έκθεση "Επικοινωνία".

Στο πλαίσιο του έργου, δίνεται στους εκθέτες μια εξαιρετική ευκαιρία να παρακολουθήσουν ένα επιχειρηματικό πρόγραμμα, να αποκτήσουν εμπειρία, να εξοικειωθούν με καινοτομίες σε αυτόν τον τομέα και να μελετήσουν την τρέχουσα κατάσταση του κλάδου.

Η έκθεση είναι δομημένη από σαλόνια, γεγονός που παρέχει σημαντική ευκολία στους συμμετέχοντες. Ένας από τους τομείς είναι η συντήρηση γραμμών επικοινωνίας οπτικών ινών. Εδώ, οι εκπρόσωποι αυτού του τμήματος μπορούν να μάθουν τις βασικές αρχές και μεθόδους που μπορούν να βελτιώσουν την κατάσταση.

Παραδείγματα επικοινωνιών οπτικών ινών και τα πλεονεκτήματά τους στην έκθεση

Δεν αρκεί μόνο να γνωρίζουμε τα πλεονεκτήματα των επικοινωνιών με οπτικές ίνες. Είναι σημαντικό να μπορούμε να τα εφαρμόζουμε σωστά στην πράξη, κάτι που θα εξασφαλίσει υψηλότερη ποιότηταμεταδιδόμενο σήμα. Για το σκοπό αυτό διοργανώνονται θεματικές και βιομηχανικές εκδηλώσεις.

Ένα από αυτά είναι έκθεση "Επικοινωνία", που παραδοσιακά συγκεντρώνει κορυφαίες προσωπικότητες και εκπροσώπους του κλάδου κάτω από την ίδια στέγη του διεθνούς συγκροτήματος Expocentre Fairgrounds.

Η διοργάνωση μιας εκδήλωσης σε διεθνή κλίμακα έχει σημαντικό αντίκτυπο στην ανάπτυξη του κλάδου συνολικά.

Διεθνής έκθεση "Επικοινωνία"Εδώ και πολλά χρόνια προσελκύει την προσοχή εκπροσώπων αυτού του κλάδου.

Η έκθεση έχει μεγάλη σημασία καθώς συμβάλλει:

• ανάπτυξη ολόκληρης της βιομηχανίας σε διεθνές επίπεδο·


• διάθεση νέων προϊόντων στην παγκόσμια αγορά·


• εφαρμογή καινοτομιών στην παραγωγή·


• ανταλλαγή εμπειριών και γνώσεων·


• αύξηση της ανταγωνιστικότητας·


• μελετώντας τις κύριες κατευθύνσεις της αγοράς.

Κάθε χρόνο, κορυφαίες προσωπικότητες και εκπρόσωποι του τμήματος συγκεντρώνονται στους τοίχους των εκθεσιακών χώρων Expocentre για να επιδείξουν τις υπάρχουσες εξελίξεις και επιτεύγματα. Εδώ μπορείτε να παρακολουθήσετε διάφορα συνέδρια και συμπόσια όπου συζητούνται οι σημαντικότεροι τομείς, ιδιαίτερα οι επικοινωνίες με οπτικές ίνες.

Διαβάστε τα άλλα άρθρα μας:

Είναι οπτική ίναΕρευνητικό Ινστιτούτο Επικοινωνιών (FOCL) - ένα σύστημα που βασίζεται σε ένα καλώδιο οπτικών ινών, σχεδιασμένο να μεταδίδει πληροφορίες στην οπτική (φως) περιοχή. Σύμφωνα με το GOST 26599-85, ο όρος FOCL έχει αντικατασταθεί από το FOLP (γραμμή μετάδοσης οπτικών ινών), αλλά στην καθημερινή πρακτική χρήση ο όρος FOCL εξακολουθεί να χρησιμοποιείται, επομένως σε αυτό το άρθρο θα μείνουμε σε αυτόν.

Οι γραμμές επικοινωνίας FOCL (εάν έχουν εγκατασταθεί σωστά) σε σύγκριση με όλα τα καλωδιακά συστήματα διακρίνονται από πολύ υψηλή αξιοπιστία, εξαιρετική ποιότητα επικοινωνίας, ευρύ εύρος ζώνης, σημαντικά μεγαλύτερο μήκος χωρίς ενίσχυση και σχεδόν 100% προστασία από ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές. Το σύστημα βασίζεται τεχνολογία οπτικών ινών– το φως χρησιμοποιείται ως φορέας πληροφοριών· ο τύπος της πληροφορίας που μεταδίδεται (αναλογική ή ψηφιακή) δεν έχει σημασία. Η εργασία χρησιμοποιεί κυρίως υπέρυθρο φως, με το μέσο μετάδοσης να είναι το fiberglass.

Πεδίο εφαρμογής γραμμών επικοινωνίας οπτικών ινών

Το καλώδιο οπτικών ινών χρησιμοποιείται για την παροχή επικοινωνιών και μεταφοράς πληροφοριών για περισσότερα από 40 χρόνια, αλλά λόγω του υψηλού κόστους του, χρησιμοποιείται ευρέως σχετικά πρόσφατα. Η ανάπτυξη της τεχνολογίας κατέστησε δυνατό να γίνει η παραγωγή πιο οικονομική και το κόστος του καλωδίου πιο προσιτό, και τα τεχνικά χαρακτηριστικά και τα πλεονεκτήματά του σε σχέση με άλλα υλικά πληρώνουν γρήγορα όλα τα έξοδα που προκύπτουν.

Επί του παρόντος, όταν μια εγκατάσταση χρησιμοποιεί ένα σύμπλεγμα συστημάτων χαμηλού ρεύματος ταυτόχρονα (δίκτυο υπολογιστών, σύστημα ελέγχου πρόσβασης, παρακολούθηση βίντεο, συναγερμοί ασφαλείας και πυρκαγιάς, περιμετρική ασφάλεια, τηλεόραση κ.λπ.), είναι αδύνατο να γίνει χωρίς τη χρήση οπτικών ινών - οπτικές γραμμές επικοινωνίας. Μόνο η χρήση καλωδίου οπτικών ινών καθιστά δυνατή την ταυτόχρονη χρήση όλων αυτών των συστημάτων, εξασφαλίζει σωστή σταθερή λειτουργία και απόδοση των λειτουργιών τους.

Το FOCL χρησιμοποιείται όλο και περισσότερο ως θεμελιώδες σύστημα στην ανάπτυξη και εγκατάσταση, ειδικά για πολυώροφα κτίρια, κτίρια μεγάλης διάρκειας και όταν συνδυάζονται μια ομάδα αντικειμένων. Μόνο τα καλώδια οπτικών ινών μπορούν να παρέχουν τον κατάλληλο όγκο και ταχύτητα μεταφοράς πληροφοριών. Και τα τρία υποσυστήματα μπορούν να υλοποιηθούν με βάση την οπτική ίνα· στο υποσύστημα των εσωτερικών κορμών, τα οπτικά καλώδια χρησιμοποιούνται εξίσου συχνά με τα καλώδια συνεστραμμένου ζεύγους και στο υποσύστημα των εξωτερικών κορμών παίζουν κυρίαρχο ρόλο. Υπάρχουν καλώδια οπτικών ινών για εξωτερικά (καλώδια εξωτερικού χώρου) και εσωτερικά (καλώδια εσωτερικού χώρου), καθώς και καλώδια σύνδεσης για οριζόντιες καλωδιώσεις επικοινωνιών, εξοπλισμό μεμονωμένων χώρων εργασίας και σύνδεση κτιρίων.

Παρά το σχετικά υψηλό κόστος, η χρήση οπτικών ινών γίνεται πιο δικαιολογημένη και χρησιμοποιείται ευρύτερα.

Πλεονεκτήματα γραμμές επικοινωνίας οπτικών ινών (FOCL)) πριν από την παραδοσιακή «μεταλλική» μετάδοση σημαίνει:

• Ευρύ εύρος ζώνης.
• Ασήμαντη εξασθένηση σήματος, για παράδειγμα, για ένα σήμα 10 MHz θα είναι 1,5 dB/km σε σύγκριση με 30 dB/km για το ομοαξονικό καλώδιο RG6.
• Η πιθανότητα «βρόχων γείωσης» αποκλείεται, καθώς η οπτική ίνα είναι διηλεκτρική και δημιουργεί ηλεκτρική (γαλβανική) απομόνωση μεταξύ των άκρων εκπομπής και λήψης της γραμμής.
• Υψηλή αξιοπιστία του οπτικού περιβάλλοντος: οι οπτικές ίνες δεν οξειδώνονται, δεν βρέχονται και δεν υπόκεινται σε ηλεκτρομαγνητική επίδραση
• Δεν προκαλεί παρεμβολές σε παρακείμενα καλώδια ή σε άλλα καλώδια οπτικών ινών, καθώς ο φορέας σήματος είναι ελαφρύς και παραμένει εντελώς μέσα στο καλώδιο οπτικών ινών.
• Το Fiberglass δεν είναι καθόλου ευαίσθητο στα εξωτερικά σήματα και στις ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές (EMI), ανεξάρτητα από το ποια τροφοδοσία ρεύματος είναι το καλώδιο κοντά (110 V, 240 V, 10.000 V AC) ή πολύ κοντά σε πομπό μεγαβάτ. Ένας κεραυνός σε απόσταση 1 cm από το καλώδιο δεν θα προκαλέσει παρεμβολές και δεν θα επηρεάσει τη λειτουργία του συστήματος.
• Ασφάλεια πληροφοριών - οι πληροφορίες μεταδίδονται μέσω οπτικών ινών «από σημείο σε σημείο» και μπορούν να υποκλαπούν ή να αλλάξουν μόνο με φυσική παρέμβαση στη γραμμή μετάδοσης
• Το καλώδιο οπτικών ινών είναι ελαφρύτερο και μικρότερο - είναι πιο βολικό και ευκολότερο στην εγκατάσταση από ένα ηλεκτρικό καλώδιο ίδιας διαμέτρου.
• Δεν είναι δυνατό να γίνει διακλάδωση καλωδίου χωρίς να καταστραφεί η ποιότητα του σήματος. Οποιαδήποτε παραβίαση του συστήματος εντοπίζεται αμέσως στο άκρο λήψης της γραμμής, αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό για συστήματα ασφαλείας και βιντεοεπιτήρησης.
• Ασφάλεια πυρκαγιάς και έκρηξης κατά την αλλαγή φυσικών και χημικών παραμέτρων

• Το κόστος του καλωδίου μειώνεται καθημερινά, η ποιότητα και οι δυνατότητές του αρχίζουν να υπερισχύουν του κόστους κατασκευής γραμμών οπτικών ινών χαμηλού ρεύματος

Δεν υπάρχουν ιδανικές και τέλειες λύσεις· όπως κάθε σύστημα, οι γραμμές επικοινωνίας οπτικών ινών έχουν τα μειονεκτήματά τους:

• Ευθραυστότητα των ινών γυαλιού - εάν το καλώδιο είναι έντονα λυγισμένο, οι ίνες μπορεί να σπάσουν ή να θολώσουν λόγω της εμφάνισης μικρορωγμών. Για την εξάλειψη και την ελαχιστοποίηση αυτών των κινδύνων, χρησιμοποιούνται δομές και πλεξούδες ενίσχυσης καλωδίων. Κατά την εγκατάσταση του καλωδίου, είναι απαραίτητο να ακολουθήσετε τις συστάσεις του κατασκευαστή (όπου, ειδικότερα, είναι τυποποιημένη η ελάχιστη επιτρεπόμενη ακτίνα κάμψης).
• Η πολυπλοκότητα της σύνδεσης σε περίπτωση ρήξης απαιτεί ένα ειδικό εργαλείο και τα προσόντα του εκτελεστή.
• Πολύπλοκη τεχνολογία κατασκευής τόσο της ίδιας της ίνας όσο και των στοιχείων της ζεύξης οπτικών ινών.
• Πολυπλοκότητα μετατροπής σήματος (σε εξοπλισμό διασύνδεσης).
• Σχετικό υψηλό κόστος οπτικού τερματικού εξοπλισμού. Ωστόσο, ο εξοπλισμός είναι ακριβός σε απόλυτες τιμές. Η αναλογία τιμής προς εύρος ζώνης για γραμμές οπτικών ινών είναι καλύτερη από ό,τι για άλλα συστήματα.
• Θολότητα της ίνας λόγω έκθεσης σε ακτινοβολία (ωστόσο, υπάρχουν ντοπαρισμένες ίνες με υψηλή αντοχή στην ακτινοβολία).

Η εγκατάσταση συστημάτων επικοινωνίας οπτικών ινών απαιτεί κατάλληλο επίπεδο προσόντων από τον ανάδοχο, αφού ο τερματισμός καλωδίου πραγματοποιείται με ειδικά εργαλεία, με ιδιαίτερη ακρίβεια και επιδεξιότητα, σε αντίθεση με άλλα μέσα μετάδοσης. Οι ρυθμίσεις για τη δρομολόγηση και την εναλλαγή σήματος απαιτούν ειδικά προσόντα και δεξιότητες, επομένως δεν πρέπει να εξοικονομήσετε χρήματα σε αυτόν τον τομέα και να φοβάστε να πληρώσετε υπερβολικά για τους επαγγελματίες· η εξάλειψη των διαταραχών στο σύστημα και των συνεπειών της λανθασμένης εγκατάστασης καλωδίου θα κοστίσει περισσότερο.

Αρχή λειτουργίας του καλωδίου οπτικών ινών.

Η ίδια η ιδέα της μετάδοσης πληροφοριών χρησιμοποιώντας το φως, για να μην αναφέρουμε τη φυσική αρχή λειτουργίας, δεν είναι απολύτως σαφής στους περισσότερους απλούς ανθρώπους. Δεν θα εμβαθύνουμε σε αυτό το θέμα, αλλά θα προσπαθήσουμε να εξηγήσουμε τον βασικό μηχανισμό δράσης της οπτικής ίνας και να δικαιολογήσουμε τέτοιους δείκτες υψηλής απόδοσης.

Η έννοια των οπτικών ινών βασίζεται στους θεμελιώδεις νόμους της ανάκλασης και της διάθλασης του φωτός. Χάρη στον σχεδιασμό του, το fiberglass μπορεί να συγκρατήσει τις ακτίνες φωτός μέσα στον οδηγό φωτός και να τις εμποδίσει να «περάσουν μέσα από τοίχους» όταν μεταδίδουν ένα σήμα σε πολλά χιλιόμετρα. Επιπλέον, δεν είναι μυστικό ότι η ταχύτητα του φωτός είναι μεγαλύτερη.

Οι οπτικές ίνες βασίζονται στην επίδραση της διάθλασης στη μέγιστη γωνία πρόσπτωσης, όπου εμφανίζεται η ολική ανάκλαση. Αυτό το φαινόμενο συμβαίνει όταν μια ακτίνα φωτός φεύγει από ένα πυκνό μέσο και εισέρχεται σε ένα λιγότερο πυκνό μέσο υπό μια ορισμένη γωνία. Για παράδειγμα, ας φανταστούμε μια απολύτως ακίνητη επιφάνεια νερού. Ο παρατηρητής κοιτάζει κάτω από το νερό και αλλάζει γωνία θέασης. ΣΕ ορισμένη στιγμήη γωνία θέασης γίνεται τέτοια που ο παρατηρητής δεν θα μπορεί να δει αντικείμενα που βρίσκονται πάνω από την επιφάνεια του νερού. Αυτή η γωνία ονομάζεται γωνία ολικής ανάκλασης. Σε αυτή τη γωνία, ο παρατηρητής θα δει μόνο αντικείμενα κάτω από το νερό, θα φαίνεται σαν να κοιτάζει σε έναν καθρέφτη.

Ο εσωτερικός πυρήνας ενός καλωδίου οπτικών ινών έχει υψηλότερο δείκτη διάθλασης από το περίβλημα και εμφανίζεται η επίδραση της ολικής ανάκλασης. Για το λόγο αυτό, μια ακτίνα φωτός, που διέρχεται από τον εσωτερικό πυρήνα, δεν μπορεί να ξεπεράσει τα όριά της.

Υπάρχουν διάφοροι τύποι καλωδίων οπτικών ινών:

• Με κλιμακωτό προφίλ - η τυπική, φθηνότερη επιλογή, η κατανομή του φωτός γίνεται σε "βήματα" και ο παλμός εισόδου παραμορφώνεται λόγω διαφορετικών μηκών των τροχιών των ακτίνων φωτός
• Με ένα ομαλό προφίλ "πολλαπλών λειτουργιών" - οι ακτίνες φωτός διαδίδονται με περίπου ίσες ταχύτητες σε "κύματα", το μήκος των διαδρομών τους είναι ισορροπημένο, γεγονός που επιτρέπει τη βελτίωση των χαρακτηριστικών του παλμού.
• Fiberglass μονής λειτουργίας - η πιο ακριβή επιλογή, σας επιτρέπει να τεντώσετε τις δοκούς ευθεία, τα χαρακτηριστικά μετάδοσης παλμού γίνονται σχεδόν άψογα.

Το καλώδιο οπτικών ινών εξακολουθεί να είναι πιο ακριβό από άλλα υλικά, η εγκατάσταση και ο τερματισμός του είναι πιο περίπλοκη και απαιτεί ειδικευμένους εκτελεστές, αλλά το μέλλον της μετάδοσης πληροφοριών βρίσκεται αναμφίβολα στην ανάπτυξη αυτών των τεχνολογιών και αυτή η διαδικασία είναι μη αναστρέψιμη.

Η γραμμή οπτικών ινών περιλαμβάνει ενεργά και παθητικά στοιχεία. Στο άκρο εκπομπής του καλωδίου οπτικών ινών υπάρχει μια δίοδος LED ή λέιζερ, η ακτινοβολία τους διαμορφώνεται από το σήμα εκπομπής. Σε σχέση με την παρακολούθηση βίντεο, αυτό θα είναι σήμα βίντεο· για τη μετάδοση ψηφιακών σημάτων, διατηρείται η λογική. Κατά τη μετάδοση, η υπέρυθρη δίοδος διαμορφώνεται σε φωτεινότητα και πάλλεται ανάλογα με τις διακυμάνσεις του σήματος. Για τη λήψη και τη μετατροπή ενός οπτικού σήματος σε ηλεκτρικό σήμα, συνήθως βρίσκεται ένας φωτοανιχνευτής στο άκρο λήψης.

Τα ενεργά συστατικά περιλαμβάνουν πολυπλέκτες, αναγεννητές, ενισχυτές, λέιζερ, φωτοδίοδοι και διαμορφωτές.

Πολυπλέκτης– συνδυάζει πολλαπλά σήματα σε ένα, έτσι ώστε ένα μόνο καλώδιο οπτικών ινών να μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μετάδοση πολλαπλών σημάτων σε πραγματικό χρόνο ταυτόχρονα. Αυτές οι συσκευές είναι απαραίτητες σε συστήματα με ανεπαρκή ή περιορισμένο αριθμό καλωδίων.

Υπάρχουν διάφοροι τύποι πολυπλέκτη, διαφέρουν ως προς τους τεχνικές προδιαγραφές, λειτουργίες και τομείς εφαρμογής:

• φασματική διαίρεση (WDM) - οι απλούστερες και φθηνότερες συσκευές, μεταδίδουν οπτικά σήματα από μία ή περισσότερες πηγές που λειτουργούν σε διαφορετικά μήκη κύματος μέσω ενός καλωδίου.
• διαμόρφωση συχνότητας και πολυπλεξία διαίρεσης συχνότητας (FM-FDM) – οι συσκευές είναι αρκετά απρόσβλητες σε θόρυβο και παραμόρφωση, με καλά χαρακτηριστικάκαι κυκλώματα μεσαίας πολυπλοκότητας, έχουν 4,8 και 16 κανάλια, βέλτιστα για παρακολούθηση βίντεο.
• Διαμόρφωση πλάτους με μερικώς καταπιεσμένη πλευρική ζώνη (AVSB-FDM) - με οπτοηλεκτρονικά υψηλής ποιότητας, σας επιτρέπουν να μεταδώσετε έως και 80 κανάλια, βέλτιστα για συνδρομητική τηλεόραση, αλλά ακριβά για παρακολούθηση βίντεο.
• Διαμόρφωση κωδικού παλμού (PCM - FDM) - μια ακριβή συσκευή, εντελώς ψηφιακή, που χρησιμοποιείται για τη διανομή ψηφιακής παρακολούθησης βίντεο και βίντεο.

Στην πράξη, χρησιμοποιούνται συχνά συνδυασμοί αυτών των μεθόδων. Ο αναγεννητής είναι μια συσκευή που αποκαθιστά το σχήμα ενός οπτικού παλμού, ο οποίος, διαδίδοντας κατά μήκος της ίνας, υφίσταται παραμόρφωση. Οι αναγεννητές μπορούν να είναι είτε καθαρά οπτικοί είτε ηλεκτρικοί, οι οποίοι μετατρέπουν ένα οπτικό σήμα σε ηλεκτρικό σήμα, το επαναφέρουν και στη συνέχεια το μετατρέπουν ξανά σε οπτικό.

Ενισχυτής- ενισχύει την ισχύ του σήματος στο απαιτούμενο επίπεδο τάσης, μπορεί να είναι οπτικό και ηλεκτρικό, πραγματοποιεί οπτική-ηλεκτρονική και ηλεκτρονιακή-οπτική μετατροπή σήματος.

LED και λέιζερ- πηγή μονόχρωμης συνεκτικής οπτικής ακτινοβολίας (φως για καλώδιο). Για συστήματα με άμεση διαμόρφωση, εκτελεί ταυτόχρονα τις λειτουργίες ενός διαμορφωτή που μετατρέπει ένα ηλεκτρικό σήμα σε οπτικό.

Φωτοανιχνευτής(Photodiode) - μια συσκευή που λαμβάνει ένα σήμα στο άλλο άκρο ενός καλωδίου οπτικών ινών και εκτελεί οπτοηλεκτρονική μετατροπή σήματος.

Ρυθμιστής- μια συσκευή που διαμορφώνει ένα οπτικό κύμα που μεταφέρει πληροφορίες σύμφωνα με το νόμο του ηλεκτρικού σήματος. Στα περισσότερα συστήματα, αυτή η λειτουργία εκτελείται από λέιζερ, αλλά σε συστήματα με έμμεση διαμόρφωση, χρησιμοποιούνται ξεχωριστές συσκευές για το σκοπό αυτό.

Τα παθητικά στοιχεία των γραμμών οπτικών ινών περιλαμβάνουν:

Καλώδιο οπτικών ινών – λειτουργεί ως μέσο μετάδοσης σήματος. Το εξωτερικό περίβλημα του καλωδίου μπορεί να κατασκευαστεί από διάφορα υλικά: πολυβινυλοχλωρίδιο, πολυαιθυλένιο, πολυπροπυλένιο, τεφλόν και άλλα υλικά. Ένα οπτικό καλώδιο μπορεί να έχει διάφορους τύπους θωράκισης και συγκεκριμένα προστατευτικά στρώματα (για παράδειγμα, μικρές γυάλινες βελόνες για προστασία από τρωκτικά). Με βάση το σχέδιο μπορεί να είναι:

Οπτική σύζευξη- μια συσκευή που χρησιμοποιείται για τη σύνδεση δύο ή περισσότερων οπτικών καλωδίων.

Οπτικός σταυρός- μια συσκευή σχεδιασμένη για τον τερματισμό ενός οπτικού καλωδίου και τη σύνδεση ενεργού εξοπλισμού σε αυτό.

Αιχμές– προορίζεται για μόνιμο ή ημιμόνιμο μάτισμα ινών.

Συνδέσεις– για επανασύνδεση ή αποσύνδεση του καλωδίου.

Ζεύκτες– συσκευές που κατανέμουν την οπτική ισχύ πολλών ινών σε μία.

Διακόπτες– συσκευές που αναδιανέμουν οπτικά σήματα υπό χειροκίνητο ή ηλεκτρονικό έλεγχο

Εγκατάσταση γραμμών επικοινωνίας οπτικών ινών, χαρακτηριστικά και διαδικασία.

Το υαλοβάμβακα είναι ένα πολύ ισχυρό αλλά εύθραυστο υλικό, αν και χάρη στο προστατευτικό του περίβλημα, μπορεί να αντιμετωπιστεί σχεδόν σαν να ήταν ηλεκτρικό. Ωστόσο, κατά την εγκατάσταση του καλωδίου, πρέπει να συμμορφώνεστε με τις απαιτήσεις των κατασκευαστών για:

• «Μέγιστη επιμήκυνση» και «μέγιστη δύναμη θραύσης», εκφρασμένα σε newton (περίπου 1000 N ή 1 kN). Σε ένα οπτικό καλώδιο, το μεγαλύτερο μέρος της πίεσης ασκείται στη δομή αντοχής (ενισχυμένο πλαστικό, χάλυβας, Kevlar ή συνδυασμός αυτών). Κάθε τύπος δομής έχει τα δικά του ατομικά χαρακτηριστικά και βαθμό προστασίας· εάν η τάση υπερβαίνει το καθορισμένο επίπεδο, η οπτική ίνα μπορεί να καταστραφεί.
• "Ελάχιστη ακτίνα κάμψης" - κάντε τις στροφές πιο ομαλές, αποφύγετε τις απότομες στροφές.
• "Μηχανική αντοχή", εκφράζεται σε N/m (νεύτονα/μέτρα) - προστασία του καλωδίου από σωματική καταπόνηση (μπορεί να πατηθεί ή ακόμα και να παρασυρθεί από οχήματα. Θα πρέπει να είστε εξαιρετικά προσεκτικοί και να ασφαλίζετε ιδιαίτερα τις διασταυρώσεις και τις συνδέσεις , το φορτίο αυξάνεται πολύ λόγω της μικρής περιοχής επαφής.

Το οπτικό καλώδιο παρέχεται συνήθως τυλιγμένο σε ξύλινα τύμπανα με ανθεκτικό πλαστικό προστατευτικό στρώμα ή ξύλινες λωρίδες γύρω από την περιφέρεια. Τα εξωτερικά στρώματα του καλωδίου είναι τα πιο ευάλωτα, επομένως κατά την εγκατάσταση είναι απαραίτητο να θυμάστε το βάρος του τυμπάνου, να το προστατέψετε από κραδασμούς και πτώσεις και να λάβετε μέτρα ασφαλείας κατά την αποθήκευση. Είναι καλύτερο να αποθηκεύετε τα τύμπανα οριζόντια, αλλά εάν βρίσκονται κάθετα, τότε οι άκρες τους (ζάντες) πρέπει να ακουμπούν.

Διαδικασία και χαρακτηριστικά εγκατάστασης καλωδίου οπτικών ινών:

1. Πριν από την εγκατάσταση, είναι απαραίτητο να επιθεωρήσετε τα τύμπανα καλωδίων για ζημιές, βαθουλώματα και γρατσουνιές. Εάν υπάρχει οποιαδήποτε υποψία, είναι καλύτερα να αφήσετε αμέσως το καλώδιο στην άκρη για μετέπειτα λεπτομερή εξέταση ή απόρριψη. Τα κοντά κομμάτια (λιγότερο από 2 km) μπορούν να ελεγχθούν για συνέχεια ινών χρησιμοποιώντας οποιονδήποτε φακό. Το καλώδιο ινών για μετάδοση υπερύθρων μεταδίδει το συνηθισμένο φως εξίσου καλά.
2. Στη συνέχεια, εξετάστε τη διαδρομή για πιθανά προβλήματα (αιχμηρές γωνίες, φραγμένα καλωδιακά κανάλια κ.λπ.), εάν υπάρχουν, κάντε αλλαγές στη διαδρομή για να ελαχιστοποιήσετε τους κινδύνους.
3. Κατανείμετε το καλώδιο κατά μήκος της διαδρομής με τέτοιο τρόπο ώστε τα σημεία σύνδεσης και τα σημεία σύνδεσης των ενισχυτών να βρίσκονται σε προσβάσιμα, αλλά προστατευμένα από δυσμενείς παράγοντες, σημεία. Είναι σημαντικό να υπάρχουν επαρκή αποθέματα καλωδίων σε μελλοντικές συνδέσεις. Τα ανοιχτά άκρα των καλωδίων πρέπει να προστατεύονται με αδιάβροχα καπάκια. Οι σωλήνες χρησιμοποιούνται για την ελαχιστοποίηση της πίεσης κάμψης και της ζημιάς από τη διερχόμενη κυκλοφορία. Ένα τμήμα του καλωδίου παραμένει και στα δύο άκρα της γραμμής καλωδίου· το μήκος του εξαρτάται από την προγραμματισμένη διαμόρφωση).
4. Κατά την τοποθέτηση ενός καλωδίου υπόγεια, προστατεύεται επιπλέον από ζημιές σε τοπικά σημεία φόρτωσης, όπως επαφή με ετερογενές υλικό επίχωσης και ανομοιομορφία τάφρου. Για να γίνει αυτό, το καλώδιο στην τάφρο τοποθετείται σε ένα στρώμα άμμου 50-150 cm και καλύπτεται με το ίδιο στρώμα άμμου 50-150 cm. Ο πυθμένας της τάφρου πρέπει να είναι επίπεδος, χωρίς προεξοχές· κατά την ταφή, πέτρες που μπορεί να βλάψει το καλώδιο πρέπει να αφαιρεθεί. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι η ζημιά στο καλώδιο μπορεί να συμβεί τόσο αμέσως όσο και κατά τη λειτουργία (μετά την πλήρωση του καλωδίου), για παράδειγμα, από σταθερή πίεση· μια πέτρα που δεν έχει αφαιρεθεί μπορεί σταδιακά να σπρώξει μέσα από το καλώδιο. Οι εργασίες για τη διάγνωση και την αναζήτηση και την εξάλειψη των παραβιάσεων ενός ήδη θαμμένου καλωδίου θα κοστίσουν πολύ περισσότερο από την ακρίβεια και τη συμμόρφωση με τις προφυλάξεις κατά την εγκατάσταση. Το βάθος της τάφρου εξαρτάται από τον τύπο του εδάφους και το αναμενόμενο επιφανειακό φορτίο. Σε σκληρό βράχο το βάθος θα είναι 30 εκ., σε μαλακό βράχο ή κάτω από το δρόμο 1 μ. Το συνιστώμενο βάθος είναι 40-60 εκ., με πάχος κλίνης άμμου 10 έως 30 εκ.
5. Η πιο συνηθισμένη μέθοδος είναι η τοποθέτηση του καλωδίου σε μια τάφρο ή δίσκο απευθείας από το τύμπανο. Κατά την εγκατάσταση πολύ μεγάλων γραμμών, το τύμπανο τοποθετείται στο όχημα, καθώς το μηχάνημα κινείται, το καλώδιο τοποθετείται στη θέση του, δεν χρειάζεται βιασύνη, ο ρυθμός και η σειρά ξετύλιξης του τυμπάνου ρυθμίζονται χειροκίνητα.
6. Κατά την τοποθέτηση του καλωδίου σε δίσκο, το πιο σημαντικό πράγμα είναι να μην υπερβείτε την κρίσιμη ακτίνα κάμψης και το μηχανικό φορτίο. Το καλώδιο πρέπει να τοποθετείται σε ένα επίπεδο, να μην δημιουργεί σημεία συγκεντρωμένων φορτίων, να αποφεύγει αιχμηρές γωνίες, πίεση και διασταυρώσεις με άλλα καλώδια και διαδρομές στη διαδρομή και να μην λυγίζει το καλώδιο.
7. Το τράβηγμα του καλωδίου οπτικών ινών μέσω αγωγών είναι παρόμοιο με το τράβηγμα του συμβατικού καλωδίου, αλλά μην χρησιμοποιείτε υπερβολική φυσική δύναμη ή παραβιάζετε τις προδιαγραφές του κατασκευαστή. Όταν χρησιμοποιείτε σφιγκτήρες συρραπτικών, να θυμάστε ότι το φορτίο δεν πρέπει να πέφτει στο εξωτερικό περίβλημα του καλωδίου, αλλά στη δομή ισχύος. Για τη μείωση της τριβής, μπορούν να χρησιμοποιηθούν κόκκοι τάλκη ή πολυστυρενίου· για τη χρήση άλλων λιπαντικών, συμβουλευτείτε τον κατασκευαστή.
8. Σε περιπτώσεις όπου το καλώδιο έχει ήδη στεγανοποιητικό άκρο, κατά την εγκατάσταση του καλωδίου, θα πρέπει να προσέχετε ιδιαίτερα να μην καταστρέψετε τους συνδέσμους, να μην τους μολύνετε ή να τους υποβάλετε σε υπερβολικό φορτίο στην περιοχή σύνδεσης.
9. Μετά την εγκατάσταση, το καλώδιο στο δίσκο στερεώνεται με νάιλον δεσίματα, δεν πρέπει να γλιστράει ή να κρεμάει. Εάν τα χαρακτηριστικά της επιφάνειας δεν επιτρέπουν τη χρήση ειδικών στερέωσης καλωδίων, η χρήση σφιγκτήρων είναι αποδεκτή, αλλά με εξαιρετική προσοχή ώστε να μην προκληθεί ζημιά στο καλώδιο. Συνιστάται η χρήση σφιγκτήρων με πλαστικό προστατευτικό στρώμα, ξεχωριστός σφιγκτήρας για κάθε καλώδιο και σε καμία περίπτωση δεν πρέπει να δένετε πολλά καλώδια μεταξύ τους. Είναι προτιμότερο να αφήνετε λίγο χαλαρό μεταξύ των ακραίων σημείων της προσάρτησης του καλωδίου αντί να το βάζετε υπό τάση, διαφορετικά θα αντιδράσει άσχημα στις διακυμάνσεις της θερμοκρασίας και τους κραδασμούς.
10. Εάν η οπτική ίνα έχει καταστραφεί κατά την εγκατάσταση, σημειώστε την περιοχή και αφήστε επαρκή παροχή καλωδίου για μετέπειτα μάτισμα.

Κατ 'αρχήν, η τοποθέτηση ενός καλωδίου οπτικών ινών δεν διαφέρει πολύ από την εγκατάσταση ενός κανονικού καλωδίου. Εάν ακολουθήσετε όλες τις συστάσεις που έχουμε υποδείξει, τότε δεν θα υπάρξουν προβλήματα κατά την εγκατάσταση και τη λειτουργία και το σύστημά σας θα λειτουργεί για μεγάλο χρονικό διάστημα, αποτελεσματικά και αξιόπιστα.

Ένα παράδειγμα τυπικής λύσης για την τοποθέτηση γραμμής οπτικών ινών

Το καθήκον είναι η οργάνωση ενός συστήματος επικοινωνίας οπτικών ινών μεταξύ δύο ξεχωριστών κτιρίων ενός κτιρίου παραγωγής και ενός διοικητικού κτιρίου. Η απόσταση μεταξύ των κτιρίων είναι 500 m.

Εκτίμηση εγκατάστασης συστήματος επικοινωνίας οπτικών ινών

Οχι.	Όνομα εξοπλισμού, υλικά, εργασία	Μονάδα από-ι	Ποσ	Τιμή ανά ένα.	Ποσό, σε τρίψιμο.
ΕΓΩ.	Εξοπλισμός συστήματος FOCL, που περιλαμβάνει:				25 783
1.1.	Σταυρός οπτικός τοίχος (SHKON) 8 θύρες	Η/Υ.	2	2600	5200
1.2.	Μετατροπέας πολυμέσων 10/100-Base-T / 100Base-FX, Tx/Rx: 1310/1550nm	Η/Υ.	2	2655	5310
1.3.	Οπτική σύζευξη μέσω διόδου	Η/Υ.	3	3420	10260
1.4.	Κουτί μεταγωγής 600x400	Η/Υ.	2	2507	5013
II.	Διαδρομές καλωδίων και υλικά του συστήματος επικοινωνίας οπτικών ινών, συμπεριλαμβανομένων:				25 000
2.1.	Οπτικό καλώδιο με εξωτερικό καλώδιο 6 kN, κεντρική μονάδα, 4 ίνες, single-mode G.652.	Μ.	200	41	8200
2.2.	Οπτικό καλώδιο με εσωτερικό καλώδιο στήριξης, κεντρική μονάδα, 4 ίνες, single mode G.652.	Μ.	300	36	10800
2.3.	Άλλα αναλώσιμα (βύσματα σύνδεσης, βίδες, πείροι, μονωτική ταινία, συνδετήρες κ.λπ.)	σειρά	1	6000	6000
III.	ΣΥΝΟΛΙΚΟ ΚΟΣΤΟΣ ΕΞΟΠΛΙΣΜΟΥ ΚΑΙ ΥΛΙΚΩΝ (στοιχείο I+στοιχείο II)				50 783
IV.	Έξοδα μεταφοράς και προμηθειών, 10% *στοιχείο III				5078
V.	Εργασίες για την εγκατάσταση και την αλλαγή εξοπλισμού, συμπεριλαμβανομένων:				111 160
5.1.	Τοποθέτηση πανό	μονάδες	4	8000	32000
5.2.	Καλωδίωση	Μ.	500	75	37500
5.3.	Εγκατάσταση και συγκόλληση συνδετήρων	μονάδες	32	880	28160
5.4.	Εγκατάσταση εξοπλισμού μεταγωγής	μονάδες	9	1500	13500
VI.	ΣΥΝΟΛΟ ΕΚΤΙΜΩΜΕΝΟ (στοιχείο III+στοιχείο IV+στοιχείο V)				167 021

Επεξηγήσεις και σχόλια:

1. Το συνολικό μήκος της διαδρομής είναι 500 μέτρα, συμπεριλαμβανομένων:
   • από τον φράκτη μέχρι το κτίριο παραγωγής και το διοικητικό κτίριο είναι 100 m το καθένα (συνολικά 200 m).
   • κατά μήκος του φράχτη μεταξύ των κτιρίων 300 μ.
2. Πραγματοποιείται εγκατάσταση καλωδίων ανοιχτή μέθοδος, συμπεριλαμβανομένου:
   • από τα κτίρια μέχρι τον φράκτη (200 m) αεροπορικώς (με μεταφορά) χρησιμοποιώντας υλικά εξειδικευμένα για την τοποθέτηση γραμμών οπτικών ινών.
   • μεταξύ κτιρίων (300 m) κατά μήκος ενός φράχτη από πλάκες οπλισμένου σκυροδέματος, το καλώδιο στερεώνεται στη μέση του φράχτη χρησιμοποιώντας μεταλλικά κλιπ.
3. Για την οργάνωση γραμμών επικοινωνίας οπτικών ινών, χρησιμοποιείται ένα εξειδικευμένο αυτοφερόμενο (ενσωματωμένο καλώδιο) θωρακισμένο καλώδιο.

Οι γραμμές οπτικών ινών ονομάζονται γραμμές που έχουν σχεδιαστεί για τη μετάδοση πληροφοριών στην οπτική περιοχή. Σύμφωνα με το Σοβιετικό Γραφείο Πληροφοριών, στα τέλη της δεκαετίας του '80, ο ρυθμός αύξησης της χρήσης γραμμών οπτικών ινών ήταν 40%. Οι ειδικοί της Ένωσης υπέθεσαν ότι ορισμένες χώρες θα εγκατέλειπαν εντελώς τους πυρήνες χαλκού. Το συνέδριο αποφάσισε αύξηση 25% στον όγκο των γραμμών επικοινωνίας για το 12ο Πενταετές Σχέδιο. Το δέκατο τρίτο, επίσης σχεδιασμένο για την ανάπτυξη οπτικών ινών, είδε την κατάρρευση της ΕΣΣΔ, το πρώτο παρόχους κινητής τηλεφωνίας. Παρεμπιπτόντως, η πρόβλεψη των ειδικών σχετικά με την αυξανόμενη ανάγκη για εξειδικευμένο προσωπικό απέτυχε...

Λειτουργική αρχή

Ποιοι είναι οι λόγοι για την απότομη αύξηση της δημοτικότητας των σημάτων υψηλής συχνότητας; Τα σύγχρονα εγχειρίδια αναφέρουν τη μείωση της ανάγκης για αναγέννηση σήματος, το κόστος και την αύξηση της χωρητικότητας του καναλιού. Σοβιετικοί μηχανικοί το ανακάλυψαν, συλλογίζοντας διαφορετικά: τα χάλκινα καλώδια, οι πανοπλίες, οι οθόνες αντιπροσωπεύουν το 50% της παγκόσμιας παραγωγής χαλκού, το 25% του μολύβδου. Ένα ανεπαρκώς γνωστό γεγονός έγινε ο κύριος λόγος για την εγκατάλειψη των χορηγών του Νίκολα Τέσλα του έργου του Πύργου Wardenclyffe (το όνομα δόθηκε από το επώνυμο του φιλάνθρωπου που δώρισε τη γη). Ένας διάσημος Σέρβος επιστήμονας θέλησε να μεταδώσει πληροφορίες και ενέργεια ασύρματα, τρομάζοντας πολλούς ντόπιους ιδιοκτήτες μεταλλουργείων χαλκού. 80 χρόνια αργότερα, η εικόνα έχει αλλάξει δραματικά: οι άνθρωποι συνειδητοποίησαν την ανάγκη εξοικονόμησης μη σιδηρούχων μετάλλων.

Το υλικό που χρησιμοποιείται για την κατασκευή της ίνας είναι... γυαλί. Ένα συνηθισμένο πυριτικό, αρωματισμένο με αρκετή ποσότητα πολυμερών που τροποποιούν τις ιδιότητες. Τα σοβιετικά εγχειρίδια, εκτός από τους αναφερόμενους λόγους για τη δημοτικότητα της νέας τεχνολογίας, ονομάζουν:

1. Χαμηλή εξασθένηση σήματος, η οποία προκάλεσε μείωση της ανάγκης για αναγέννηση.
2. Χωρίς σπινθήρες, επομένως πυρασφάλεια, μηδενικός κίνδυνος έκρηξης.
3. Χωρίς βραχυκύκλωμα, μειωμένες απαιτήσεις συντήρησης.
4. Μη ευαίσθητο σε ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές.
5. Μικρό βάρος, σχετικά μικρές διαστάσεις.

Αρχικά, οι γραμμές οπτικών ινών έπρεπε να συνδέουν μεγάλους αυτοκινητόδρομους: μεταξύ πόλεων, προαστίων και αυτόματα τηλεφωνικά κέντρα. Οι ειδικοί της ΕΣΣΔ χαρακτήρισαν την επανάσταση των καλωδίων παρόμοια με την έλευση των ηλεκτρονικών στερεάς κατάστασης. Η ανάπτυξη της τεχνολογίας κατέστησε δυνατή τη δημιουργία δικτύων χωρίς ρεύματα διαρροής και παρεμβολές. Ένα τμήμα μήκους εκατοντάδων χιλιομέτρων στερείται ενεργών μεθόδων αναγέννησης σήματος. Το μήκος ενός καλωδίου μονής λειτουργίας είναι συνήθως 12 km και αυτό ενός καλωδίου πολλαπλής λειτουργίας είναι 4 km. Το τελευταίο μίλι είναι συχνά επικαλυμμένο με χαλκό. Οι πάροχοι έχουν συνηθίσει να αφιερώνουν τελικά σημεία σε μεμονωμένους χρήστες. Δεν υπάρχουν υψηλές ταχύτητες, οι πομποδέκτες είναι φθηνοί, η δυνατότητα ταυτόχρονης παροχής ρεύματος στη συσκευή και η ευκολία χρήσης των γραμμικών λειτουργιών.

Πομπός

Τυπικοί διαμορφωτές δέσμης είναι τα ημιαγωγικά LED, συμπεριλαμβανομένων των λέιζερ στερεάς κατάστασης. Το φασματικό πλάτος του σήματος που εκπέμπεται από μια τυπική διασταύρωση pn είναι 30-60 nm. Η απόδοση των πρώτων συσκευών στερεάς κατάστασης έφτασε μόλις το 1%. Η βάση των συνδεδεμένων LED είναι συχνά η δομή ινδίου-γαλλίου-αρσενικού-φωσφόρου. Εκπέμποντας σε χαμηλότερη συχνότητα (1,3 μm), οι συσκευές παρέχουν σημαντική διασπορά φάσματος. Η προκύπτουσα διασπορά περιορίζει πολύ το bitrate (10-100 Mbps). Επομένως, τα LED είναι κατάλληλα για την κατασκευή πόρων τοπικού δικτύου (απόσταση 2-3 km).

Η διαίρεση συχνότητας με πολυπλεξία πραγματοποιείται με διόδους πολλαπλών συχνοτήτων. Σήμερα, οι ατελείς δομές ημιαγωγών αντικαθίστανται ενεργά από λέιζερ κάθετης εκπομπής, τα οποία βελτιώνουν σημαντικά τα φασματικά χαρακτηριστικά. αυξανόμενη ταχύτητα. Η τιμή είναι ίδια. Η τεχνολογία διεγερμένων εκπομπών φέρνει πολύ υψηλότερες ισχύς (εκατοντάδες mW). Η συνεκτική ακτινοβολία παρέχει απόδοση γραμμών μονής λειτουργίας 50%. Η επίδραση της χρωματικής διασποράς μειώνεται, επιτρέποντας υψηλότερους ρυθμούς bit.

Ο σύντομος χρόνος ανασυνδυασμού φόρτισης καθιστά εύκολη τη διαμόρφωση της ακτινοβολίας με υψηλές συχνότητες του ρεύματος τροφοδοσίας. Εκτός από τις κάθετες, χρησιμοποιούν:

1. Λέιζερ με ανάδραση.
2. Αντηχεία Fabry-Pero.

Οι υψηλοί ρυθμοί bit των γραμμών επικοινωνίας μεγάλων αποστάσεων επιτυγχάνονται με τη χρήση εξωτερικών διαμορφωτών: ηλεκτροαπορρόφησης, παρεμβολόμετρα Mach-Zehnder. Τα εξωτερικά συστήματα εξαλείφουν την ανάγκη για γραμμική διαμόρφωση συχνότητας της τάσης τροφοδοσίας. Το φάσμα αποκοπής του διακριτού σήματος μεταδίδεται περαιτέρω. Επιπλέον, έχουν αναπτυχθεί και άλλες τεχνικές κωδικοποίησης φορέα:

• Τετραγωνική πληκτρολόγηση μετατόπισης φάσης.
• Ορθογώνια πολυπλεξία διαίρεσης συχνότητας.
• Διαμόρφωση τετραγωνισμού πλάτους.

Η διαδικασία πραγματοποιείται από επεξεργαστές ψηφιακού σήματος. Οι παλιές μέθοδοι αντισταθμίζονται μόνο για το γραμμικό συστατικό. Ο Berenger εξέφρασε τον διαμορφωτή με τη σειρά Wien, το DAC και τον ενισχυτή που διαμορφώθηκε με κολοβωμένη, ανεξάρτητη από το χρόνο σειρά Volterra. Η Khana προτείνει να χρησιμοποιήσετε ένα μοντέλο πολυώνυμου πομπού επιπλέον. Κάθε φορά, οι συντελεστές της σειράς βρίσκονται χρησιμοποιώντας μια αρχιτεκτονική έμμεσης μάθησης. Ο Dutel κατέγραψε πολλές κοινές παραλλαγές. Τα πεδία διασυσχέτισης φάσεων και τετραγωνισμού προσομοιώνουν ατέλειες στα συστήματα συγχρονισμού. Τα μη γραμμικά φαινόμενα αντισταθμίζονται με τον ίδιο τρόπο.

Δέκτες

Ο φωτοανιχνευτής εκτελεί την αντίστροφη μετατροπή μεταξύ φωτός και ηλεκτρισμού. Η μερίδα του λέοντος των δεκτών στερεάς κατάστασης χρησιμοποιεί τη δομή ινδίου-γαλλίου-αρσενικού. Μερικές φορές υπάρχουν φωτοδίοδοι καρφίτσας, χιονοστιβάδες. Οι κατασκευές μετάλλου-ημιαγωγού-μετάλλου είναι ιδανικές για την ενσωμάτωση αναγεννητών και πολυπλέκτη βραχέων κυμάτων. Οι οπτοηλεκτρικοί μετατροπείς συχνά συμπληρώνονται με ενισχυτές και περιοριστές με αντίσταση που παράγουν ψηφιακό σήμα. Στη συνέχεια εξασκούν την ανάκτηση ρολογιού με βρόχο κλειδωμένου φάσης.

Μετάδοση φωτός από γυαλί: Ιστορικό

Το φαινόμενο της διάθλασης, που καθιστά δυνατή την τροποσφαιρική επικοινωνία, είναι αντιπαθητικό στους μαθητές. Πολύπλοκοι τύποι και μη ενδιαφέροντα παραδείγματα σκοτώνουν την αγάπη ενός μαθητή για τη γνώση. Η ιδέα ενός ελαφρού οδηγού γεννήθηκε στη δεκαετία του 1840: ο Daniel Colladon και ο Jacques Babinet (Παρίσι) προσπάθησαν να στολίσουν τις δικές τους διαλέξεις με δελεαστικά, οπτικά πειράματα. Οι δάσκαλοι στη μεσαιωνική Ευρώπη αμείβονταν ελάχιστα, έτσι μια μεγάλη εισροή μαθητών που έφερναν χρήματα φαινόταν μια ευπρόσδεκτη προοπτική. Οι καθηγητές παρασύρουν το κοινό με οποιοδήποτε μέσο. Κάποιος Τζον Τίνταλ εκμεταλλεύτηκε την ιδέα 12 χρόνια αργότερα, δημοσιεύοντας πολύ αργότερα ένα βιβλίο (1870) που εξέταζε τους νόμους της οπτικής:

• Το φως διέρχεται από τη διεπαφή αέρα-νερού και παρατηρείται διάθλαση της δέσμης σε σχέση με την κάθετο. Εάν η γωνία επαφής της δέσμης με την ορθογώνια γραμμή υπερβαίνει τις 48 μοίρες, τα φωτόνια σταματούν να φεύγουν από το υγρό. Η ενέργεια αντανακλάται πλήρως πίσω. Ας ονομάσουμε το όριο οριακή γωνία του μέσου. Το νερό είναι 48 μοίρες 27 λεπτά, το πυριτικό γυαλί είναι 38 μοίρες 41 λεπτά, το διαμάντι είναι 23 μοίρες 42 λεπτά.

Η γέννηση του 19ου αιώνα έφερε την ελαφριά τηλεγραφική γραμμή Αγίας Πετρούπολης – Βαρσοβίας με μήκος 1200 χλμ. Η αναγέννηση από τους χειριστές μηνυμάτων γινόταν κάθε 40 km. Το μήνυμα συνεχίστηκε για αρκετές ώρες, ο καιρός και η ορατότητα παρενέβησαν. Η έλευση των ραδιοεπικοινωνιών αντικατέστησε τις παλιές τεχνικές. Οι πρώτες οπτικές γραμμές χρονολογούνται στα τέλη του 19ου αιώνα. Το νέο προϊόν άρεσε στους γιατρούς! Η λυγισμένη γυάλινη ίνα επέτρεψε να φωτίσει οποιαδήποτε κοιλότητα του ανθρώπινου σώματος. Οι ιστορικοί προσφέρουν το ακόλουθο χρονοδιάγραμμα για την εξέλιξη των γεγονότων:

Η ιδέα του Henry Saint-Rene συνεχίστηκε από τους άποικους του Νέου Κόσμου (δεκαετία 1920), οι οποίοι αποφάσισαν να βελτιώσουν την τηλεόραση. Οι Clarence Hansell, John Logie Baird έγιναν πρωτοπόροι. Δέκα χρόνια αργότερα (1930), ο φοιτητής ιατρικής Heinrich Lamm απέδειξε τη δυνατότητα μετάδοσης εικόνων χρησιμοποιώντας γυάλινους οδηγούς. Ο αναζητητής της γνώσης αποφάσισε να εξετάσει το εσωτερικό του σώματος. Η ποιότητα της εικόνας ήταν κακή και μια προσπάθεια απόκτησης βρετανικού διπλώματος ευρεσιτεχνίας απέτυχε.

Η γέννηση των φυτικών ινών

Ανεξάρτητα, ο Ολλανδός επιστήμονας Abraham van Heel, ο Βρετανός Harold Hopkins, ο Narinder Singh Kapani επινόησαν τις ίνες (1954). Το πλεονέκτημα του πρώτου ήταν στην ιδέα της κάλυψης του κεντρικού πυρήνα με ένα διαφανές κέλυφος που είχε χαμηλό δείκτη διάθλασης (κοντά στον αέρα). Η προστασία από επιφανειακές γρατζουνιές βελτίωσε σημαντικά την ποιότητα μετάδοσης (οι σύγχρονοι των εφευρετών είδαν το κύριο εμπόδιο στη χρήση γραμμών ινών σε μεγάλες απώλειες). Οι Βρετανοί συνέβαλαν επίσης σοβαρά, συλλέγοντας μια δέσμη ινών που αριθμούσε 10.000 κομμάτια, μεταδίδοντας μια εικόνα σε απόσταση 75 εκ. Η σημείωση «Flexible fiberscope using static scanning» κοσμούσε το περιοδικό Nature (1954).

Αυτό είναι ενδιαφέρον! Ο Narinder Singh Kapani επινόησε τον όρο fiberglass σε ένα άρθρο στο American Science (1960).

Το 1956 έφερε στον κόσμο ένα νέο ευέλικτο γαστροσκόπιο, οι συγγραφείς Basil Hirschowitz, Wilbur Peters, Lawrence Curtiss (Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν). Ένα ιδιαίτερο χαρακτηριστικό του νέου προϊόντος ήταν το γυάλινο κέλυφος των ινών. Ο Elias Snitzer (1961) εισήγαγε την ιδέα της ίνας απλής λειτουργίας. Τόσο λεπτό που μόνο ένα κομμάτι του σχεδίου παρεμβολής χωράει μέσα. Η ιδέα βοήθησε τους γιατρούς να εξετάσουν το εσωτερικό ενός (ζωντανού) ανθρώπου. Η απώλεια ήταν 1 dB/m. Οι ανάγκες επικοινωνίας επεκτείνονται πολύ περισσότερο. Ήταν απαραίτητο να φτάσει το όριο 10-20 dB/km.

Το 1964 θεωρείται σημείο καμπής: ο Δρ. Κάο δημοσίευσε μια ζωτική προδιαγραφή, εισάγοντας τα θεωρητικά θεμέλια των επικοινωνιών μεγάλων αποστάσεων. Το έγγραφο έκανε εκτενή χρήση του παραπάνω σχήματος. Ο επιστήμονας έχει αποδείξει ότι το γυαλί υψηλής καθαρότητας θα βοηθήσει στη μείωση των απωλειών. Ο Γερμανός φυσικός (1965) Manfred Börner (Telefunken Research Labs, Ulm) παρουσίασε την πρώτη επιχειρησιακή γραμμή τηλεπικοινωνιών. Η NASA έστειλε αμέσως σεληνιακές εικόνες χρησιμοποιώντας νέα προϊόντα (οι εξελίξεις ήταν μυστικές). Λίγα χρόνια αργότερα (1970), τρεις υπάλληλοι της Corning Glass (δείτε την αρχή του θέματος) κατέθεσαν ένα δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για την εφαρμογή ενός τεχνολογικού κύκλου για την τήξη οξειδίου του πυριτίου. Το προεδρείο πέρασε τρία χρόνια για την αξιολόγηση του κειμένου. Ο νέος πυρήνας αύξησε τη χωρητικότητα του καναλιού κατά 65.000 φορές σε σχέση με το χάλκινο καλώδιο. Η ομάδα του Dr. Kao προσπάθησε αμέσως να καλύψει μια σημαντική απόσταση.

Αυτό είναι ενδιαφέρον! 45 χρόνια αργότερα (2009), ο Κάο τιμήθηκε με το Νόμπελ Φυσικής.

Οι στρατιωτικοί υπολογιστές (1975) της αεροπορικής άμυνας των ΗΠΑ (τμήμα NORAD, Όρη Cheyenne) έλαβαν νέες επικοινωνίες. Το οπτικό Διαδίκτυο εμφανίστηκε πριν από πολύ καιρό, πριν από τους προσωπικούς υπολογιστές! Δύο χρόνια αργότερα, μια δοκιμή τηλεφωνικής γραμμής 1,5 μιλίου σε ένα προάστιο του Σικάγο μετέφερε με επιτυχία 672 κανάλια φωνής. Οι φυσητήρες γυαλιού δούλευαν ακούραστα: οι αρχές της δεκαετίας του 1980 έφεραν την εμφάνιση των ινών με εξασθένηση 4 dB/km. Το οξείδιο του πυριτίου αντικαταστάθηκε από έναν άλλο ημιαγωγό - το γερμάνιο.

Η ταχύτητα παραγωγής καλωδίου υψηλής ποιότητας από τη γραμμή παραγωγής ήταν 2 m/s. Η Chemie Thomas Mensah ανέπτυξε μια τεχνολογία που αύξησε το καθορισμένο όριο είκοσι φορές. Το νέο προϊόν έγινε επιτέλους φθηνότερο από το χάλκινο καλώδιο. Αυτό που ακολουθεί περιγράφεται παραπάνω: ακολούθησε μια αύξηση στην υιοθέτηση της νέας τεχνολογίας. Η απόσταση των επαναλήπτων ήταν 70-150 km. Ένας ενισχυτής ινών εμποτισμένος με ιόντα Erbium έχει μειώσει δραματικά το κόστος των οικοδομικών γραμμών. Η εποχή του δέκατου τρίτου πενταετούς σχεδίου έφερε στον πλανήτη 25 εκατομμύρια χιλιόμετρα δικτύων οπτικών ινών.

Μια νέα ώθηση στην ανάπτυξη δόθηκε με την εφεύρεση των φωτονικών κρυστάλλων. Το 2000 έφερε τα πρώτα εμπορικά μοντέλα. Η περιοδικότητα των δομών επέτρεψε σημαντική αύξηση της ισχύος, ο σχεδιασμός των ινών προσαρμόστηκε ευέλικτα για να ακολουθεί τη συχνότητα. Το 2012, η ​​Nippon Telegraph and Telephone Company πέτυχε ταχύτητες 1 petabit/s σε εμβέλεια 50 km με μία μόνο ίνα.

Στρατιωτική βιομηχανία

Η ιστορία της πορείας της στρατιωτικής βιομηχανίας των ΗΠΑ, που δημοσιεύτηκε στο Monmouth Message, είναι αξιόπιστα γνωστή. Το 1958, ο διευθυντής καλωδίων στο Fort Monmouth (Signal Corps Labs του Στρατού των Ηνωμένων Πολιτειών) ανέφερε τους κινδύνους από κεραυνούς και βροχοπτώσεις. Ο επίσημος ενόχλησε τον ερευνητή Σαμ Ντι Βίτα, ζητώντας του να βρει αντικαταστάτη για τον πράσινο χαλκό. Η απάντηση περιείχε μια πρόταση να δοκιμάσετε σήματα γυαλιού, ινών και φωτός. Ωστόσο, οι μηχανικοί του θείου Σαμ εκείνη την εποχή ήταν ανίσχυροι να λύσουν το πρόβλημα.

Τον καυτό Σεπτέμβριο του 1959, ο Ντι Βίτα ρώτησε τον υπολοχαγό δεύτερου βαθμού Richard Sturzebecher αν ήξερε τη φόρμουλα για το γυαλί που μπορεί να μεταδώσει ένα οπτικό σήμα. Η απάντηση περιείχε πληροφορίες σχετικά με το οξείδιο του πυριτίου, ένα δείγμα στο Πανεπιστήμιο Alfred. Η μέτρηση του δείκτη διάθλασης των υλικών με μικροσκόπιο προκάλεσε πονοκέφαλο στον Richard. 60-70% σκόνη γυαλιού επέτρεψε στο ακτινοβόλο φως να περάσει ελεύθερα, ερεθίζοντας τα μάτια. Έχοντας κατά νου την ανάγκη για το πιο αγνό γυαλί, ο Sturzebecher μελέτησε σύγχρονες τεχνικές παραγωγής χρησιμοποιώντας χλωριούχο πυρίτιο IV. Ο Ντι Βίτα βρήκε το υλικό κατάλληλο, αποφασίζοντας να αφήσει την κυβέρνηση σε διαπραγματεύσεις με τους υαλουργούς της Corning.

Ο αξιωματούχος γνώριζε καλά τους εργάτες, αλλά αποφάσισε να δημοσιοποιήσει το θέμα, ώστε το εργοστάσιο να λάβει κρατική σύμβαση. Μεταξύ 1961 και 1962 η ιδέα της χρήσης καθαρού οξειδίου του πυριτίου μεταφέρθηκε σε ερευνητικά εργαστήρια. Οι ομοσπονδιακές πιστώσεις ανήλθαν σε περίπου 1 εκατομμύριο δολάρια (μεταξύ 1963 και 1970). Το πρόγραμμα τελείωσε (1985) με την ανάπτυξη μιας βιομηχανίας πολλών δισεκατομμυρίων δολαρίων για την παραγωγή καλωδίων οπτικών ινών, η οποία άρχισε να αντικαθιστά γρήγορα τα χάλκινα καλώδια. Ο Di Vita παρέμεινε να εργάζεται, να συμβουλεύεται τη βιομηχανία, να ζήσει μέχρι τα 97 του χρόνια (έτος θανάτου - 2010).

Τύποι καλωδίων

Το καλώδιο σχηματίζεται:

1. Πυρήνας.
2. Κέλυφος.
3. Προστατευτικό κάλυμμα.

Η ίνα πραγματοποιεί την πλήρη αντανάκλαση του σήματος. Το υλικό των δύο πρώτων συστατικών είναι παραδοσιακά γυαλί. Μερικές φορές βρίσκουν ένα φτηνό αντικατάσταση - πολυμερές. Τα οπτικά καλώδια συνδυάζονται με σύντηξη. Η ευθυγράμμιση του πυρήνα θα απαιτήσει δεξιότητα. Τα καλώδια πολλαπλών τρόπων με πάχος άνω των 50 microns συγκολλούνται ευκολότερα. Οι δύο παγκόσμιες ποικιλίες διαφέρουν ως προς τον αριθμό των τρόπων λειτουργίας:

• Το Multimode είναι εξοπλισμένο με παχύ πυρήνα (πάνω από 50 μικρά).
• Η μονή λειτουργία είναι πολύ πιο λεπτή (λιγότερο από 10 μικρά).

Παράδοξο: ένα μικρότερο καλώδιο παρέχει επικοινωνία σε μεγάλες αποστάσεις. Το κόστος ενός υπερατλαντικού τεσσάρων πυρήνων είναι 300 εκατομμύρια δολάρια. Ο πυρήνας είναι επικαλυμμένος με ένα ανθεκτικό στο φως πολυμερές. Το περιοδικό New Scientist (2013) δημοσίευσε τα πειράματα επιστημονικής ομάδας από το Πανεπιστήμιο του Σαουθάμπτον, τα οποία κάλυψαν εμβέλεια 310 μέτρων... με κυματοδηγό! Το παθητικό διηλεκτρικό στοιχείο έδειξε ταχύτητα 77,3 Tbit/s. Τα τοιχώματα του κοίλου σωλήνα σχηματίζονται από έναν φωτονικό κρύσταλλο. Η ροή πληροφοριών κινήθηκε με ταχύτητα 99,7% του φωτός.

Φωτονική κρυσταλλική ίνα

Ένας νέος τύπος καλωδίου σχηματίζεται από ένα σετ σωλήνων, η διαμόρφωση μοιάζει με στρογγυλεμένη κηρήθρα. Οι φωτονικοί κρύσταλλοι μοιάζουν με φυσικό φίλντισι, σχηματίζοντας περιοδικές διαμορφώσεις που διαφέρουν ως προς τον δείκτη διάθλασης. Ορισμένα μήκη κύματος εξασθενούν μέσα σε τέτοιους σωλήνες. Το καλώδιο δείχνει τη ζώνη διέλευσης, η δέσμη που υφίσταται διάθλαση Bragg ανακλάται. Λόγω της παρουσίας απαγορευμένων ζωνών, το συνεκτικό σήμα κινείται κατά μήκος του οδηγού φωτός.

Εισαγωγή

Σήμερα, η επικοινωνία παίζει σημαντικό ρόλο στον κόσμο μας. Και αν παλαιότερα χάλκινα καλώδια και καλώδια χρησιμοποιήθηκαν για τη μετάδοση πληροφοριών, τώρα ήρθε η ώρα για οπτικές τεχνολογίες και καλώδια οπτικών ινών. Τώρα, όταν κάνουμε ένα τηλεφώνημα στην άλλη άκρη του κόσμου (για παράδειγμα, από τη Ρωσία στην Αμερική) ή όταν κατεβάζουμε μια αγαπημένη μελωδία από το Διαδίκτυο που βρίσκεται σε έναν ιστότοπο κάπου στην Αυστραλία, δεν σκεφτόμαστε καν πώς τα καταφέρνουμε για να γινει αυτο. Και αυτό συμβαίνει χάρη στη χρήση καλωδίων οπτικών ινών. Για να συνδέσετε τους ανθρώπους, να τους φέρετε πιο κοντά ο ένας στον άλλον ή στην επιθυμητή πηγή πληροφοριών, πρέπει να συνδεθούν ήπειροι. Επί του παρόντος, η ανταλλαγή πληροφοριών μεταξύ των ηπείρων πραγματοποιείται κυρίως μέσω υποθαλάσσιων καλωδίων οπτικών ινών. Επί του παρόντος, τα καλώδια οπτικών ινών τοποθετούνται κατά μήκος του πυθμένα του Ειρηνικού και του Ατλαντικού Ωκεανού και σχεδόν ολόκληρος ο κόσμος είναι «μπλεγμένος» σε ένα δίκτυο συστημάτων επικοινωνίας με ίνες (Laser Mag.-1993.-No. 3; Laser Focus World.- 1992.-28, Νο. 12· Telecom mag.-1993.-Αριθ. 25· AEU: J. Asia Electron. Union.-1992.-No. 5). Οι ευρωπαϊκές χώρες συνδέονται μέσω του Ατλαντικού με γραμμές ινών με την Αμερική. ΗΠΑ, μέσω των νησιών της Χαβάης και του νησιού Γκουάμ - με την Ιαπωνία, τη Νέα Ζηλανδία και την Αυστραλία. Μια γραμμή επικοινωνίας οπτικών ινών συνδέει την Ιαπωνία και την Κορέα με τη ρωσική Άπω Ανατολή. Στα δυτικά, η Ρωσία συνδέεται με τις ευρωπαϊκές χώρες Αγία Πετρούπολη - Kingisepp - Δανία και Αγία Πετρούπολη - Vyborg - Φινλανδία, στο νότο - με τις ασιατικές χώρες Novorossiysk - Τουρκία. Ταυτόχρονα, η κύρια κινητήρια δύναμη πίσω από την ανάπτυξη γραμμών επικοινωνίας οπτικών ινών είναι το Διαδίκτυο.

Τα δίκτυα οπτικών ινών είναι σίγουρα ένας από τους πιο υποσχόμενους τομείς στον τομέα των επικοινωνιών. Η χωρητικότητα των οπτικών καναλιών είναι τάξεις μεγέθους μεγαλύτερη από αυτή των γραμμών πληροφοριών που βασίζονται σε χάλκινο καλώδιο.

Η οπτική ίνα θεωρείται το πιο τέλειο μέσο για τη μετάδοση μεγάλων ροών πληροφοριών σε μεγάλες αποστάσεις. Είναι κατασκευασμένο από χαλαζία, ο οποίος βασίζεται στο διοξείδιο του πυριτίου - ένα ευρέως διαδεδομένο και φθηνό υλικό, σε αντίθεση με τον χαλκό. Η οπτική ίνα είναι πολύ συμπαγής και ελαφριά, με διάμετρο μόνο περίπου 100 μικρά.

Επιπλέον, η οπτική ίνα είναι ανοσία στα ηλεκτρομαγνητικά πεδία, γεγονός που εξαλείφει μερικά από τα τυπικά προβλήματα των χάλκινων συστημάτων επικοινωνίας. Τα οπτικά δίκτυα είναι ικανά να μεταδίδουν σήματα σε μεγάλες αποστάσεις με λιγότερες απώλειες. Παρά το γεγονός ότι αυτή η τεχνολογία εξακολουθεί να είναι ακριβή, οι τιμές των οπτικών εξαρτημάτων πέφτουν συνεχώς, ενώ οι δυνατότητες των χάλκινων γραμμών πλησιάζουν τις οριακές τιμές τους και απαιτούν όλο και μεγαλύτερο κόστος για την περαιτέρω ανάπτυξη αυτής της περιοχής.

Μου φαίνεται ότι το θέμα των γραμμών επικοινωνίας οπτικών ινών είναι επί του παρόντος σχετικό, πολλά υποσχόμενο και ενδιαφέρον να εξεταστεί. Γι' αυτό το επιλέγω για την εργασία μου και πιστεύω ότι το FOCL είναι το μέλλον.

1. Ιστορία της δημιουργίας

Αν και οι οπτικές ίνες είναι ένα ευρέως χρησιμοποιούμενο και δημοφιλές μέσο επικοινωνίας, η ίδια η τεχνολογία είναι απλή και αναπτύχθηκε εδώ και πολύ καιρό. Το πείραμα με την αλλαγή της κατεύθυνσης μιας δέσμης φωτός με διάθλαση επιδείχθηκε από τους Daniel Colladon και Jacques Babinet το 1840. Η πρακτική εφαρμογή της τεχνολογίας βρέθηκε μόλις τον εικοστό αιώνα.

Στη δεκαετία του 1920, οι πειραματιστές Clarence Hasnell και John Berd απέδειξαν τη δυνατότητα μετάδοσης εικόνων μέσω οπτικών σωλήνων.

Η εφεύρεση των οπτικών ινών το 1970 από ειδικούς της Corning θεωρείται σημείο καμπής στην ιστορία της ανάπτυξης των τεχνολογιών οπτικών ινών. Οι προγραμματιστές κατάφεραν να δημιουργήσουν έναν αγωγό που είναι ικανός να διατηρεί τουλάχιστον το ένα τοις εκατό της ισχύος οπτικού σήματος σε απόσταση ενός χιλιομέτρου. Με τα σημερινά πρότυπα, αυτό είναι ένα μάλλον μέτριο επίτευγμα, αλλά τότε, σχεδόν πριν από 40 χρόνια, ήταν απαραίτητη προϋπόθεση για την ανάπτυξη ενός νέου τύπου ενσύρματης επικοινωνίας.

E Τα πρώτα μεγάλης κλίμακας πειράματα που σχετίζονται με την εμφάνιση του προτύπου FDDI. Αυτά τα δίκτυα πρώτης γενιάς εξακολουθούν να λειτουργούν σήμερα.

E Μαζική χρήση οπτικών ινών που σχετίζεται με την παραγωγή φθηνότερων εξαρτημάτων. Ο ρυθμός ανάπτυξης των δικτύων οπτικών ινών είναι εκρηκτικός.

E Αύξηση ταχυτήτων μετάδοσης πληροφοριών, εμφάνιση τεχνολογιών πολυπλεξίας κυμάτων (WDM, DWDM) / Νέοι τύποι ινών.

2. Γραμμές επικοινωνίας οπτικών ινών ως έννοια

1 Οπτική ίνα και τα είδη της

Μια γραμμή επικοινωνίας οπτικών ινών (FOCL) είναι ένας τύπος συστήματος μετάδοσης στο οποίο μεταδίδονται πληροφορίες κατά μήκος οπτικών διηλεκτρικών κυματοδηγών, γνωστών ως οπτική ίνα. Οπότε, τι είναι?

Μια οπτική ίνα είναι ένας εξαιρετικά λεπτός γυάλινος κύλινδρος, που ονομάζεται πυρήνας, καλυμμένος με ένα στρώμα γυαλιού (Εικ. 1), που ονομάζεται επένδυση, με διαφορετικό δείκτη διάθλασης από τον πυρήνα. Μια ίνα χαρακτηρίζεται από τις διαμέτρους αυτών των περιοχών - για παράδειγμα, 50/125 σημαίνει ίνα με διάμετρο πυρήνα 50 μικρά και διάμετρο εξωτερικής επένδυσης 125 μικρά.

Εικ.1 Δομή οπτικών ινών

Το φως διαδίδεται κατά μήκος του πυρήνα της ίνας με διαδοχικές ολικές εσωτερικές ανακλάσεις στη διεπαφή μεταξύ του πυρήνα και της επένδυσης. Η συμπεριφορά του είναι από πολλές απόψεις παρόμοια με αυτή που θα ήταν αν έπεφτε σε έναν σωλήνα του οποίου τα τοιχώματα ήταν καλυμμένα με ένα στρώμα καθρέφτη. Ωστόσο, σε αντίθεση με έναν συμβατικό καθρέφτη, του οποίου η ανάκλαση είναι μάλλον αναποτελεσματική, η ολική εσωτερική ανάκλαση είναι ουσιαστικά κοντά στην ιδανική - αυτή είναι η θεμελιώδης διαφορά τους, επιτρέποντας στο φως να ταξιδεύει μεγάλες αποστάσεις κατά μήκος της ίνας με ελάχιστη απώλεια.

Μια ίνα που κατασκευάζεται με αυτόν τον τρόπο ((Εικ. 2) α)) ονομάζεται κλιμακωτή ίνα δείκτη και πολύτροπη ίνα επειδή υπάρχουν πολλές πιθανές διαδρομές ή τρόποι διάδοσης μιας δέσμης φωτός.

Αυτή η πολλαπλότητα των τρόπων έχει ως αποτέλεσμα τη διασπορά παλμών (διεύρυνση) επειδή κάθε λειτουργία διανύει διαφορετική διαδρομή μέσω της ίνας, και επομένως διαφορετικοί τρόποι λειτουργίας έχουν διαφορετικές καθυστερήσεις μετάδοσης καθώς ταξιδεύουν από το ένα άκρο της ίνας στο άλλο. Το αποτέλεσμα αυτού του φαινομένου είναι ο περιορισμός της μέγιστης συχνότητας που μπορεί να μεταδοθεί αποτελεσματικά για ένα δεδομένο μήκος ίνας - η αύξηση είτε της συχνότητας είτε του μήκους της ίνας πέρα ​​από τα όρια προκαλεί ουσιαστικά τη συγχώνευση διαδοχικών παλμών μεταξύ τους, καθιστώντας αδύνατη τη διάκρισή τους. Για τυπική πολυτροπική ίνα, αυτό το όριο είναι περίπου 15 MHz km, πράγμα που σημαίνει ότι ένα σήμα βίντεο με εύρος ζώνης, για παράδειγμα, 5 MHz μπορεί να μεταδοθεί σε μέγιστη απόσταση 3 km (5 MHz x 3 km = 15 MHz km) . Η προσπάθεια μετάδοσης ενός σήματος σε μεγαλύτερη απόσταση θα έχει ως αποτέλεσμα προοδευτική απώλεια υψηλών συχνοτήτων.

Εικ.2 Τύποι οπτικών ινών

Για πολλές εφαρμογές αυτός ο αριθμός είναι απαράδεκτα υψηλός και βρισκόταν σε εξέλιξη έρευνα για ένα σχέδιο οπτικών ινών με μεγαλύτερο εύρος ζώνης. Ένας τρόπος είναι να μειωθεί η διάμετρος της ίνας σε πολύ μικρές τιμές (8-9 μm), έτσι ώστε να είναι δυνατή μόνο μία λειτουργία. Οι ίνες μονής λειτουργίας, όπως ονομάζονται ((Εικ. 2) β)) είναι πολύ αποτελεσματικές στη μείωση της διασποράς και το προκύπτον εύρος ζώνης - πολλά GHz km - τις καθιστά ιδανικές για δημόσια τηλεφωνικά και τηλεγραφικά δίκτυα (PTT) και δίκτυα καλωδιακής τηλεόρασης . Δυστυχώς, οι ίνες τόσο μικρής διαμέτρου απαιτούν τη χρήση ενός ισχυρού, ευθυγραμμισμένου με ακρίβεια και επομένως σχετικά ακριβού πομπού διόδου λέιζερ, ο οποίος μειώνει την ελκυστικότητά τους για πολλές εφαρμογές που περιλαμβάνουν μικρό μήκος της σχεδιασμένης γραμμής.

Στην ιδανική περίπτωση, χρειάζεστε μια ίνα με εύρος ζώνης της ίδιας τάξης μεγέθους με την ίνα μονής λειτουργίας, αλλά με διάμετρο παρόμοια με την πολύτροπη, έτσι ώστε να υπάρχει πιθανή χρήσηφθηνοί πομποί LED. Σε κάποιο βαθμό, αυτές οι απαιτήσεις ικανοποιούνται από την πολύτροπη ίνα με μια αλλαγή κλίσης στον δείκτη διάθλασης ((Εικ. 2) γ)). Μοιάζει με την πολύτροπη ίνα βηματικού δείκτη που συζητήθηκε παραπάνω, αλλά ο δείκτης διάθλασης του πυρήνα της δεν είναι ομοιόμορφος - ποικίλλει ομαλά από μια μέγιστη τιμή στο κέντρο σε χαμηλότερες τιμές στην περιφέρεια. Αυτό οδηγεί σε δύο συνέπειες. Πρώτον, το φως ταξιδεύει κατά μήκος μιας ελαφρώς καμπύλης διαδρομής και δεύτερον, και πιο σημαντικό, οι διαφορές στην καθυστέρηση διάδοσης μεταξύ διαφορετικών τρόπων λειτουργίας είναι ελάχιστες. Αυτό συμβαίνει επειδή οι υψηλές λειτουργίες, που εισέρχονται στην ίνα με μεγαλύτερη γωνία και διανύουν μεγαλύτερη απόσταση, στην πραγματικότητα αρχίζουν να διαδίδονται με μεγαλύτερη ταχύτητα καθώς απομακρύνονται από το κέντρο στην περιοχή όπου ο δείκτης διάθλασης μειώνεται και γενικά ταξιδεύουν γρηγορότερα από χαμηλότερα -λειτουργίες τάξης που παραμένουν κοντά στον άξονα στην ίνα, στην περιοχή υψηλού δείκτη διάθλασης. Η αύξηση της ταχύτητας απλώς αντισταθμίζει τη μεγαλύτερη απόσταση που διανύθηκε.

Οι πολύτροπες βαθμολογημένες ίνες δείκτη δεν είναι ιδανικές, αλλά εξακολουθούν να παρουσιάζουν πολύ καλό εύρος ζώνης. Επομένως, στις περισσότερες γραμμές μικρού και μεσαίου μήκους, η επιλογή αυτού του τύπου ινών είναι προτιμότερη. Στην πράξη, αυτό σημαίνει ότι το εύρος ζώνης είναι σπάνια μια παράμετρος που πρέπει να λαμβάνεται υπόψη.

Ωστόσο, αυτό δεν ισχύει για την εξασθένηση. Το οπτικό σήμα εξασθενεί σε όλες τις ίνες, με ρυθμό που εξαρτάται από το μήκος κύματος της φωτεινής πηγής του πομπού (Εικ. 3). Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, υπάρχουν τρία μήκη κύματος στα οποία η εξασθένηση των οπτικών ινών είναι τυπικά ελάχιστη - 850, 1310 και 1550 nm. Αυτά είναι γνωστά ως παράθυρα διαφάνειας. Για συστήματα πολλαπλών λειτουργιών, το παράθυρο 850 nm είναι το πρώτο και πιο συχνά χρησιμοποιούμενο (χαμηλότερο κόστος). Σε αυτό το μήκος κύματος, η καλής ποιότητας διαβαθμισμένη πολύτροπη ίνα παρουσιάζει εξασθένηση περίπου 3 dB/km, καθιστώντας δυνατή την υλοποίηση επικοινωνιών κλειστού κυκλώματος τηλεόρασης σε αποστάσεις άνω των 3 km.

Εικ.3 Εξάρτηση της εξασθένησης από το μήκος κύματος

Σε μήκος κύματος 1310 nm, η ίδια ίνα παρουσιάζει ακόμη χαμηλότερη εξασθένηση 0,7 dB/km, επιτρέποντας έτσι την αναλογική αύξηση του εύρους επικοινωνίας σε περίπου 12 km. Τα 1310 nm είναι επίσης το πρώτο παράθυρο λειτουργίας για συστήματα οπτικών ινών μονής λειτουργίας, με εξασθένηση περίπου 0,5 dB/km, η οποία, σε συνδυασμό με πομπούς διόδου λέιζερ, επιτρέπει γραμμές επικοινωνίας μήκους άνω των 50 km. Το δεύτερο παράθυρο διαφάνειας - 1550 nm - χρησιμοποιείται για τη δημιουργία ακόμη μεγαλύτερων γραμμών επικοινωνίας (εξασθένιση οπτικών ινών μικρότερη από 0,2 dB/km).

2 Ταξινόμηση FOC

Το καλώδιο οπτικών ινών υπάρχει εδώ και πολύ καιρό, υποστηρίζοντας ακόμη και πρώιμα πρότυπα Ethernet για απόδοση 10 Mbps. Το πρώτο από αυτά ονομαζόταν FOIRL (Fiber-Optic Inter-Repeater Link), και το επόμενο ονομαζόταν 10BaseF.

Σήμερα υπάρχουν αρκετές δεκάδες εταιρείες στον κόσμο που παράγουν οπτικά καλώδια για διάφορους σκοπούς. Τα πιο διάσημα από αυτά: AT&T, General Cable Company (ΗΠΑ). Siecor (Γερμανία); Καλώδιο BICC (Ηνωμένο Βασίλειο); Les cables de Lion (Γαλλία); Nokia (Φινλανδία); NTT, Sumitomo (Ιαπωνία), Pirelli (Ιταλία).

Οι καθοριστικές παράμετροι στην παραγωγή καλωδίων οπτικών ινών είναι οι συνθήκες λειτουργίας και η χωρητικότητα της γραμμής επικοινωνίας. Ανάλογα με τις συνθήκες λειτουργίας, τα καλώδια χωρίζονται σε δύο κύριες ομάδες (Εικ. 4)

Τα εσωτερικά προορίζονται για εγκατάσταση σε κτίρια και κατασκευές. Είναι συμπαγή, ελαφριά και, κατά κανόνα, έχουν μικρό συνολικό μήκος.

Οι γραμμές κορμού έχουν σχεδιαστεί για την τοποθέτηση καλωδιακών επικοινωνιών σε φρεάτια, στο έδαφος, σε στηρίγματα κατά μήκος των γραμμών ηλεκτρικής ενέργειας και κάτω από το νερό. Αυτά τα καλώδια προστατεύονται από εξωτερικές επιρροές και έχουν μήκος κατασκευής άνω των δύο χιλιομέτρων.

Για να εξασφαλιστεί υψηλή απόδοση των γραμμών επικοινωνίας, παράγονται καλώδια οπτικών ινών που περιέχουν μικρό αριθμό (έως 8) ίνες μονής λειτουργίας με χαμηλή εξασθένηση και τα καλώδια για δίκτυα διανομής μπορούν να περιέχουν έως και 144 ίνες, τόσο μονής λειτουργίας όσο και πολλαπλών λειτουργιών, ανάλογα στις αποστάσεις μεταξύ των τμημάτων του δικτύου.

Εικ.4 Ταξινόμηση FOC

3 Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της μετάδοσης σήματος οπτικών ινών

3.1 Πλεονεκτήματα των γραμμών επικοινωνίας οπτικών ινών

Για πολλές εφαρμογές, η οπτική ινών είναι προτιμότερη λόγω ορισμένων πλεονεκτημάτων.

Χαμηλή απώλεια μετάδοσης. Τα καλώδια οπτικών ινών χαμηλής απώλειας σας επιτρέπουν να μεταδώσετε σήματα εικόνας σε μεγάλες αποστάσεις χωρίς τη χρήση ενισχυτών δρομολόγησης ή επαναλήπτες. Αυτό είναι ιδιαίτερα χρήσιμο για συστήματα μετάδοσης μεγάλων αποστάσεων - για παράδειγμα, συστήματα επιτήρησης αυτοκινητοδρόμων ή σιδηροδρόμων, όπου τα τμήματα 20 km χωρίς επαναλήπτες δεν είναι ασυνήθιστα.

Ευρυζωνική μετάδοση σήματος. Το μεγάλο εύρος ζώνης μετάδοσης της οπτικής ίνας επιτρέπει την ταυτόχρονη μετάδοση βίντεο, ήχου και ψηφιακών δεδομένων υψηλής ποιότητας μέσω ενός μόνο καλωδίου οπτικών ινών.

Ανοσία σε παρεμβολές και παρεμβολές. Η πλήρης έλλειψη ευαισθησίας του καλωδίου οπτικών ινών σε εξωτερικούς ηλεκτρικούς θορύβους και παρεμβολές εξασφαλίζει σταθερή λειτουργία των συστημάτων ακόμη και σε περιπτώσεις όπου οι εγκαταστάτες δεν έδωσαν επαρκή προσοχή στη θέση των κοντινών δικτύων ηλεκτρικής ενέργειας κ.λπ.

Ηλεκτρική μόνωση. Η απουσία ηλεκτρικής αγωγιμότητας για το καλώδιο οπτικών ινών σημαίνει ότι εξαλείφονται προβλήματα που σχετίζονται με αλλαγές στο δυναμικό του εδάφους, όπως αυτά που εντοπίζονται σε σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής ή σιδηροδρόμους. Αυτή η ίδια ιδιότητα εξαλείφει τον κίνδυνο ζημιάς εξοπλισμού που προκαλείται από τις τρέχουσες υπερτάσεις από κεραυνούς κ.λπ.

Ελαφριά και συμπαγή καλώδια. Το εξαιρετικά μικρό μέγεθος των οπτικών ινών και των καλωδίων οπτικών ινών σας επιτρέπει να αναπνέετε νέα ζωή σε γεμάτα καλωδιακά κανάλια. Για παράδειγμα, ένα ομοαξονικό καλώδιο καταλαμβάνει τον ίδιο χώρο με 24 οπτικά καλώδια, καθένα από τα οποία υποτίθεται ότι μπορεί να μεταφέρει 64 κανάλια βίντεο και 128 σήματα ήχου ή εικόνας ταυτόχρονα.

Διαχρονική γραμμή επικοινωνίας. Απλώς αντικαθιστώντας τον τερματικό εξοπλισμό και όχι τα ίδια τα καλώδια, τα δίκτυα οπτικών ινών μπορούν να αναβαθμιστούν για να φέρουν περισσότερες πληροφορίες. Από την άλλη πλευρά, μέρος ή ακόμα και ολόκληρο το δίκτυο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για μια εντελώς διαφορετική εργασία, για παράδειγμα, συνδυάζοντας ένα τοπικό δίκτυο και ένα σύστημα τηλεόρασης κλειστού κυκλώματος σε ένα καλώδιο.

Έκρηξη και πυρασφάλεια. Λόγω της απουσίας σπινθήρα, η οπτική ίνα αυξάνει την ασφάλεια του δικτύου σε διυλιστήρια χημικών και πετρελαίου, κατά την εξυπηρέτηση τεχνολογικών διεργασιών υψηλού κινδύνου.

Οικονομική απόδοση των γραμμών επικοινωνίας οπτικών ινών. Η ίνα είναι κατασκευασμένη από χαλαζία, ο οποίος βασίζεται στο διοξείδιο του πυριτίου, ένα ευρέως διαδεδομένο και επομένως φθηνό υλικό, σε αντίθεση με τον χαλκό.

Μεγάλη διάρκεια ζωής. Με την πάροδο του χρόνου, η ίνα υφίσταται υποβάθμιση. Αυτό σημαίνει ότι η εξασθένηση στο εγκατεστημένο καλώδιο αυξάνεται σταδιακά. Ωστόσο, χάρη στην τελειότητα των σύγχρονων τεχνολογιών για την παραγωγή οπτικών ινών, αυτή η διαδικασία επιβραδύνεται σημαντικά και η διάρκεια ζωής του FOC είναι περίπου 25 χρόνια. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, πολλές γενιές/πρότυπα συστημάτων πομποδέκτη μπορεί να αλλάξουν.

3.2 Μειονεκτήματα των γραμμών οπτικών ινών

Υψηλή πολυπλοκότητα εγκατάστασης. Υψηλά καταρτισμένο προσωπικό και ειδικά εργαλεία. Ως εκ τούτου, τις περισσότερες φορές, το καλώδιο οπτικών ινών πωλείται με τη μορφή προκομμένων τεμαχίων διαφορετικού μήκους, και στα δύο άκρα των οποίων είναι ήδη εγκατεστημένος ο απαιτούμενος τύπος συνδετήρων. Η χρήση καλωδίου οπτικών ινών απαιτεί ειδικούς οπτικούς δέκτες και πομπούς που μετατρέπουν τα φωτεινά σήματα σε ηλεκτρικά σήματα και αντίστροφα.

Το καλώδιο οπτικών ινών είναι λιγότερο ανθεκτικό και ευέλικτο από το ηλεκτρικό καλώδιο. Η τυπική επιτρεπόμενη ακτίνα κάμψης είναι περίπου 10 - 20 cm, με μικρότερες ακτίνες κάμψης η κεντρική ίνα μπορεί να σπάσει.

Το καλώδιο οπτικών ινών είναι ευαίσθητο στην ιονίζουσα ακτινοβολία, η οποία μειώνει τη διαφάνεια της ίνας γυαλιού, δηλαδή αυξάνει την εξασθένηση του σήματος.

3. Ηλεκτρονικά εξαρτήματα γραμμών οπτικών ινών. Αρχή μεταφοράς πληροφοριών

Στην πιο γενική μορφή, η αρχή της μετάδοσης πληροφοριών σε συστήματα επικοινωνίας οπτικών ινών μπορεί να εξηγηθεί χρησιμοποιώντας (Εικ. 5).

Εικ.5 Αρχή μετάδοσης πληροφοριών σε συστήματα επικοινωνίας οπτικών ινών

1 Πομποί για οπτικές ίνες

Το πιο σημαντικό στοιχείο ενός πομπού οπτικών ινών είναι η πηγή φωτός (συνήθως ένα λέιζερ ημιαγωγών ή LED (Εικόνα 6)). Και οι δύο εξυπηρετούν τον ίδιο σκοπό - δημιουργώντας μια μικροσκοπική δέσμη φωτός που μπορεί να εγχυθεί στην ίνα με υψηλή απόδοση και να διαμορφωθεί (με αλλαγή έντασης) σε υψηλή συχνότητα. Τα λέιζερ παρέχουν υψηλότερη ένταση δέσμης από τα LED και επιτρέπουν υψηλότερους ρυθμούς διαμόρφωσης. Ως εκ τούτου, χρησιμοποιούνται συχνά για ευρυζωνικές γραμμές μεγάλων αποστάσεων, όπως τηλεπικοινωνίες ή καλωδιακή τηλεόραση. Από την άλλη πλευρά, τα LED είναι φθηνότερες και πιο ανθεκτικές συσκευές, και είναι επίσης αρκετά κατάλληλα για τα περισσότερα συστήματα μικρού ή μεσαίου μεγέθους.

Εικ.6 Μέθοδοι εισαγωγής οπτικής ακτινοβολίας στην οπτική ίνα

Εκτός από τον λειτουργικό του σκοπό (δηλαδή τι σήμα πρέπει να εκπέμπει), ένας πομπός οπτικών ινών χαρακτηρίζεται από δύο ακόμη σημαντικές παραμέτρους, ορίζοντας τις ιδιότητές του. Το ένα είναι η οπτική ισχύς εξόδου του (ένταση). Το δεύτερο είναι το μήκος κύματος (ή το χρώμα) του φωτός που εκπέμπεται. Συνήθως πρόκειται για 850, 1310 ή 1550 nm, τιμές που επιλέγονται από την συνθήκη αντιστοίχισης των λεγόμενων. «παράθυρα διαφάνειας» στα χαρακτηριστικά μετάδοσης του υλικού οπτικών ινών.

3.2 Δέκτες για οπτικές ίνες

Οι δέκτες οπτικών ινών εκτελούν το ζωτικό καθήκον της ανίχνευσης της εξαιρετικά αδύναμης οπτικής ακτινοβολίας που εκπέμπεται από το άκρο μιας ίνας και της ενίσχυσης του ηλεκτρικού σήματος που προκύπτει στο απαιτούμενο επίπεδο με ελάχιστη παραμόρφωση και θόρυβο. Το ελάχιστο επίπεδο ακτινοβολίας που απαιτείται από έναν δέκτη για να παρέχει αποδεκτή ποιότητα σήματος εξόδου ονομάζεται ευαισθησία. Η διαφορά μεταξύ της ευαισθησίας του δέκτη και της ισχύος εξόδου του πομπού καθορίζει τη μέγιστη επιτρεπόμενη απώλεια συστήματος σε dB. Για τα περισσότερα συστήματα επιτήρησης τηλεόρασης κλειστού κυκλώματος με πομπό LED, η τυπική τιμή είναι 10-15 dB. Στην ιδανική περίπτωση, ο δέκτης θα πρέπει να λειτουργεί κανονικά όταν το σήμα εισόδου ποικίλλει πολύ, καθώς είναι συνήθως αδύνατο να προβλεφθεί εκ των προτέρων ποιος ακριβώς θα είναι ο βαθμός εξασθένησης στη γραμμή επικοινωνίας (δηλαδή μήκος γραμμής, αριθμός διασταυρώσεων κ.λπ.). Πολλά απλά σχέδια δεκτών χρησιμοποιούν χειροκίνητες ρυθμίσεις απολαβής κατά την εγκατάσταση του συστήματος για να επιτύχουν το επιθυμητό επίπεδο εξόδου. Αυτό είναι ανεπιθύμητο επειδή οι αλλαγές στην εξασθένηση της γραμμής είναι αναπόφευκτες λόγω γήρανσης ή μεταβολών θερμοκρασίας κ.λπ., γεγονός που καθιστά αναγκαία την περιοδική προσαρμογή του κέρδους. Όλοι οι δέκτες οπτικών ινών χρησιμοποιούν αυτόματο έλεγχο απολαβής, ο οποίος παρακολουθεί το μέσο επίπεδο του οπτικού σήματος εισόδου και αλλάζει ανάλογα το κέρδος του δέκτη. Δεν απαιτείται χειροκίνητη ρύθμιση ούτε κατά την εγκατάσταση ούτε κατά τη λειτουργία.

καλώδιο επικοινωνίας οπτικών ινών

4. Τομείς εφαρμογής γραμμών επικοινωνίας οπτικών ινών

Οι γραμμές επικοινωνίας οπτικών ινών (FOCL) σάς επιτρέπουν να μεταδίδετε αναλογικά και ψηφιακά σήματα σε μεγάλες αποστάσεις. Χρησιμοποιούνται επίσης σε μικρότερες, πιο διαχειρίσιμες αποστάσεις, όπως στο εσωτερικό των κτιρίων. Ο αριθμός των χρηστών του Διαδικτύου αυξάνεται - και χτίζουμε με ταχείς ρυθμούς νέα κέντρα επεξεργασίας δεδομένων (DPC), για τη διασύνδεση των οποίων χρησιμοποιείται οπτική ίνα. Πράγματι, κατά τη μετάδοση σημάτων με ταχύτητα 10 Gbit/s, το κόστος είναι παρόμοιο με τις γραμμές "χάλκινου", αλλά τα οπτικά καταναλώνουν σημαντικά λιγότερη ενέργεια. Για πολλά χρόνια, οι υποστηρικτές των ινών και του χαλκού μάχονται μεταξύ τους για προτεραιότητα στα εταιρικά δίκτυα. Χάσιμο χρόνου!

Πράγματι, ο αριθμός των εφαρμογών για την οπτική αυξάνεται, κυρίως λόγω των προαναφερθέντων πλεονεκτημάτων έναντι του χαλκού. Ο εξοπλισμός οπτικών ινών χρησιμοποιείται ευρέως σε ιατρικά ιδρύματα, για παράδειγμα, για εναλλαγή τοπικών σημάτων βίντεο σε χειρουργεία. Τα οπτικά σήματα δεν έχουν καμία σχέση με την ηλεκτρική ενέργεια, η οποία είναι ιδανική για την ασφάλεια των ασθενών.

Οι τεχνολογίες οπτικών ινών προτιμώνται επίσης από τον στρατό, καθώς τα μεταδιδόμενα δεδομένα είναι δύσκολο ή και αδύνατο να διαβαστούν από το εξωτερικό. Οι γραμμές οπτικών ινών παρέχουν υψηλό βαθμό προστασίας των εμπιστευτικών πληροφοριών και επιτρέπουν τη μετάδοση ασυμπίεστων δεδομένων, όπως γραφικά υψηλής ανάλυσης και βίντεο με ακρίβεια pixel. Η οπτική έχει διεισδύσει σε όλους τους βασικούς τομείς - συστήματα επιτήρησης, δωμάτια ελέγχου και κέντρα καταστάσεων σε περιοχές με ακραίες συνθήκες λειτουργίας.

Η μείωση του κόστους του εξοπλισμού κατέστησε δυνατή τη χρήση οπτικών τεχνολογιών σε παραδοσιακά χάλκινες περιοχές - σε μεγάλες βιομηχανικές επιχειρήσεις για την οργάνωση αυτοματοποιημένων συστημάτων ελέγχου διεργασιών (APCS), στον ενεργειακό τομέα, σε συστήματα ασφαλείας και βιντεοεπιτήρησης. Η δυνατότητα μετάδοσης μεγάλης ροής πληροφοριών σε μεγάλες αποστάσεις καθιστά τα οπτικά ιδανικά κατάλληλα και σε ζήτηση σε όλους σχεδόν τους τομείς της βιομηχανίας, όπου το μήκος των γραμμών καλωδίων μπορεί να φτάσει αρκετά χιλιόμετρα. Εάν για ένα καλώδιο συνεστραμμένου ζεύγους η απόσταση περιορίζεται στα 450 μέτρα, τότε για την οπτική τα 30 km δεν είναι το όριο.

Ως παράδειγμα χρήσης γραμμών επικοινωνίας οπτικών ινών, θα ήθελα να δώσω μια περιγραφή ενός συστήματος ασφαλείας παρακολούθησης βίντεο κλειστού βρόχου σε μια τυπική μονάδα παραγωγής ενέργειας. Αυτό το θέμα έγινε ιδιαίτερα επίκαιρο και ζητούμενο πρόσφατα, αφού η κυβέρνηση της Ρωσικής Ομοσπονδίας ενέκρινε ένα ψήφισμα για την καταπολέμηση της τρομοκρατίας και έναν κατάλογο ζωτικής σημασίας αντικειμένων προς προστασία.

5. Συστήματα επιτήρησης τηλεόρασης με οπτικές ίνες

Η διαδικασία ανάπτυξης συστήματος περιλαμβάνει συνήθως δύο στοιχεία:

Επιλογή κατάλληλων στοιχείων ενεργής διαδρομής μετάδοσης με βάση την απαιτούμενη λειτουργία (ή λειτουργίες), τον τύπο και τον αριθμό των διαθέσιμων ή προσφερόμενων ινών και το μέγιστο εύρος μετάδοσης.

Σχέδια υποδομής παθητικής υποδομής καλωδίων οπτικών ινών, συμπεριλαμβανομένων τύπων και προδιαγραφών καλωδίων κορμού, κουτιά διακλάδωσης, επιδιορθώσεις ινών.

1 Στοιχεία διαδρομής μετάδοσης παρακολούθησης βίντεο

Πρώτα απ 'όλα - ποια στοιχεία απαιτούνται στην πραγματικότητα για να πληρούνται οι προδιαγραφές του συστήματος;

Συστήματα σταθερής κάμερας - Αυτά τα συστήματα είναι εξαιρετικά απλά και τυπικά αποτελούνται από έναν μικροσκοπικό πομπό οπτικών ινών και είτε έναν αρθρωτό δέκτη είτε έναν δέκτη. Ο πομπός είναι συχνά αρκετά μικρός για να τοποθετηθεί απευθείας στο σώμα της κάμερας και παρέχεται με ομοαξονικό βύσμα μπαγιονέτ, οπτικό βύσμα «ST» και ακροδέκτες για τη σύνδεση τροφοδοσίας χαμηλής τάσης (συνήθως 12 VDC ή AC). Το σύστημα επιτήρησης ενός τυπικού σταθμού ηλεκτροπαραγωγής αποτελείται από αρκετές δεκάδες από αυτές τις κάμερες, τα σήματα από τις οποίες μεταδίδονται στον κεντρικό σταθμό ελέγχου και σε αυτήν την περίπτωση οι δέκτες είναι τοποθετημένοι σε rack σε μια τυπική κάρτα 3U 19 ιντσών με κοινή ισχύ Προμήθεια.

Συστήματα που βασίζονται σε ελεγχόμενες κάμερες με συσκευές PTZ - τέτοια συστήματα είναι πιο περίπλοκα, καθώς απαιτείται ένα πρόσθετο κανάλι για τη μετάδοση σημάτων ελέγχου κάμερας. Σε γενικές γραμμές, υπάρχουν δύο τύποι συστημάτων τηλεχειρισμού για τέτοιες κάμερες - αυτά που απαιτούν μονοκατευθυντική μετάδοση σημάτων τηλεχειρισμού (από τον κεντρικό σταθμό στις κάμερες) και αυτά που απαιτούν αμφίδρομη μετάδοση. Τα αμφίδρομα συστήματα μετάδοσης γίνονται ολοένα και πιο δημοφιλή επειδή επιτρέπουν σε κάθε κάμερα να αναγνωρίζει τη λήψη κάθε σήματος ελέγχου και επομένως παρέχουν μεγαλύτερη ακρίβεια και αξιοπιστία ελέγχου. Σε καθεμία από αυτές τις ομάδες υπάρχει ένα ευρύ φάσμα απαιτήσεων διεπαφής, συμπεριλαμβανομένων των RS232, RS422 και RS485. Άλλα συστήματα δεν χρησιμοποιούν ψηφιακή διεπαφή αλλά μεταδίδουν δεδομένα ως ακολουθία ηχητικά σήματαμέσω αναλογικού καναλιού, παρόμοιο με τα σήματα τονικής κλήσης διπλής συχνότητας στην τηλεφωνία.

Εικ.6 Μετάδοση σημάτων τηλεχειρισμού για περιστροφική συσκευή μέσω μιας ίνας

Όλα αυτά τα συστήματα μπορούν επίσης να λειτουργήσουν με καλώδια οπτικών ινών χρησιμοποιώντας τον κατάλληλο εξοπλισμό. Υπό κανονικές συνθήκες, η ταυτόχρονη μετάδοση οπτικών σημάτων σε αντίθετες κατευθύνσεις στην ίδια ίνα είναι ανεπιθύμητη, καθώς θα προκύψει διασταυρούμενη ομιλία λόγω διάσπαρτης ανάκλασης στην ίνα. Στα συστήματα τηλεόρασης κλειστού κυκλώματος, αυτό το εφέ δημιουργεί θόρυβο στην εικόνα κάθε φορά που ενεργοποιούνται τα χειριστήρια της κάμερας.

Για να επιτευχθεί αμφίδρομη μετάδοση σε μία μόνο ίνα χωρίς να προκαλείται αμοιβαία παρεμβολή, είναι απαραίτητο οι πομποί σε διαφορετικά άκρα της ίνας να λειτουργούν σε διαφορετικά μήκη κύματος, για παράδειγμα, 850 nm και 1300 nm, αντίστοιχα (Εικ. 6). Ένας συζεύκτης πολυπλέκτη διαίρεσης μήκους κύματος (WDM) συνδέεται σε κάθε άκρο της ίνας, ο οποίος διασφαλίζει ότι κάθε δέκτης λαμβάνει μόνο το απαιτούμενο μήκος κύματος φωτός (για παράδειγμα, 850 nm) από τον πομπό στο αντίθετο άκρο της ίνας. Οι ανεπιθύμητες ανακλάσεις από τον πομπό κοντινού άκρου βρίσκονται στο «λάθος» εύρος (δηλ. 1300 nm) και αποκόπτονται ανάλογα.

Πρόσθετες δυνατότητες - αν και η επιλογή μιας σταθερής κάμερας ή μιας κάμερας σε μια συσκευή PTZ ικανοποιεί τις απαιτήσεις των περισσότερων συστημάτων παρακολούθησης τηλεόρασης κλειστού κυκλώματος, υπάρχουν ορισμένα συστήματα που απαιτούν πρόσθετες δυνατότητες, για παράδειγμα, τη μετάδοση πληροφοριών ήχου - για γενική ειδοποίηση, βοηθητικά μηνύματα προς τον καταναλωτή ή επικοινωνία ενδοεπικοινωνίας με απομακρυσμένο ταχυδρομείο . Από την άλλη πλευρά, μέρος ενός ολοκληρωμένου συστήματος ασφαλείας μπορεί να περιλαμβάνει επαφές αισθητήρων που ενεργοποιούνται σε περίπτωση πυρκαγιάς ή εμφάνισης αγνώστων. Όλα αυτά τα σήματα μπορούν να μεταδοθούν μέσω οπτικής ίνας - είτε η ίδια που χρησιμοποιείται από το δίκτυο είτε διαφορετική.

2 Πολυπλεξία σημάτων βίντεο

Έως 64 βίντεο και έως 128 σήματα ήχου ή ψηφιακών δεδομένων μπορούν να πολυπλεξιστούν σε μία ίνα απλής λειτουργίας ή σε έναν ελαφρώς μικρότερο αριθμό σε πολλαπλή λειτουργία. Σε αυτό το πλαίσιο, η πολυπλεξία αναφέρεται στην ταυτόχρονη μετάδοση σημάτων βίντεο πλήρους οθόνης σε πραγματικό χρόνο, και όχι στην οθόνη μικρού καρέ ή διαχωρισμένης οθόνης στην οποία αναφέρεται πιο συχνά ο όρος.

Η δυνατότητα μετάδοσης πολλαπλών σημάτων και πρόσθετων πληροφοριών μέσω πολλαπλών οπτικών ινών είναι ιδιαίτερα πολύτιμη, ειδικά για συστήματα επιτήρησης κλειστού κυκλώματος τηλεόρασης μεγάλων αποστάσεων, όπως αυτοκινητόδρομοι ή σιδηρόδρομοι, όπου η ελαχιστοποίηση του αριθμού των καλωδίων οπτικών ινών είναι συχνά ζωτικής σημασίας. Για άλλες εφαρμογές, με μικρότερες αποστάσεις και ευρέως διασκορπισμένες κάμερες, τα πλεονεκτήματα δεν είναι τόσο ξεκάθαρα, και εδώ η πρώτη σκέψη θα πρέπει να είναι η χρήση μιας ξεχωριστής σύνδεσης οπτικών ινών για κάθε σήμα βίντεο. Η επιλογή του εάν θα γίνει πολυπλεξία ή όχι είναι αρκετά περίπλοκη και θα πρέπει να γίνει μόνο αφού ληφθούν υπόψη όλες οι πτυχές, συμπεριλαμβανομένης της τοπολογίας του συστήματος, του συνολικού κόστους και, τελευταίο αλλά όχι λιγότερο σημαντικό, της ανοχής σφαλμάτων δικτύου.

3 Υποδομή καλωδιακού δικτύου

Αφού καθοριστούν οι απαιτήσεις διαδρομής μετάδοσης, αναπτύσσεται η υποδομή δικτύου καλωδίων οπτικών ινών, η οποία περιλαμβάνει όχι μόνο τα ίδια τα καλώδια, αλλά και όλα τα βοηθητικά εξαρτήματα - κουτιά διακλάδωσης, πάνελ επέκτασης καλωδίων, καλώδια παράκαμψης.

Η πρώτη εργασία είναι να επιβεβαιωθεί η ορθότητα της επιλογής του αριθμού και του τύπου των οπτικών ινών που προσδιορίζονται στο στάδιο της επιλογής στοιχείων διαδρομής. Εάν το σύστημα δεν είναι πολύ μακρύ (δηλαδή όχι περισσότερο από περίπου 10 km) και δεν περιλαμβάνει πολυπλεξική μετάδοση σημάτων βίντεο, τότε, πιθανότατα, η βέλτιστη επιλογή θα είναι 50/125 μm ή 62,5/125 μm διαβαθμισμένης ίνας δείκτη. Παραδοσιακά, επιλέγεται ίνα 50/125 μm για συστήματα τηλεόρασης κλειστού κυκλώματος και 62,5/125 μm για τοπικά δίκτυα. Σε κάθε περίπτωση, καθένα από αυτά είναι κατάλληλο για καθεμία από αυτές τις εργασίες και γενικά, στις περισσότερες χώρες, χρησιμοποιείται ίνα 62,5/125 micron και για τους δύο σκοπούς.

Ο αριθμός των απαιτούμενων ινών μπορεί να προσδιοριστεί με βάση τον αριθμό και τη σχετική θέση των θαλάμων και εάν χρησιμοποιείται μονής ή αμφίδρομης κατεύθυνσης. τηλεχειριστήριοή πολυπλεξία. Επειδή οι σωλήνες. Τα καλώδια που προορίζονται για εγκατάσταση σε εξωτερικούς αγωγούς είναι συνήθως αδιαβροχοποιημένα είτε με ταινία αλουμινίου (στεγνοί κοίλοι σωλήνες) είτε με υδατοαπωθητικό υλικό πλήρωσης (καλώδια γεμάτα γέλη). Καλώδιο πυρασφάλειας.

Πολλά συστήματα τηλεόρασης βραχυκυκλώματος έχουν διαμόρφωση αστεριού, όπου τοποθετείται ένα μόνο τμήμα καλωδίου από κάθε κάμερα στον σταθμό ελέγχου. Για τέτοια συστήματα, ο βέλτιστος σχεδιασμός καλωδίου θα περιέχει δύο ίνες - αντίστοιχα για τη μετάδοση σημάτων βίντεο και τον τηλεχειρισμό. Αυτή η διαμόρφωση παρέχει 100% χωρητικότητα καλωδίου, καθώς, εάν είναι απαραίτητο, τόσο τα σήματα βίντεο όσο και τα σήματα τηλεχειρισμού μπορούν να μεταδοθούν μέσω της ίδιας ίνας. Πιο εκτεταμένα δίκτυα μπορεί να ωφεληθούν από τη χρήση μιας «τοπολογίας ανεστραμμένου κλάδου και δέντρου» (Εικ. 7). Σε τέτοια δίκτυα, ένα καλώδιο οπτικών ινών δύο πυρήνων οδηγεί από κάθε κάμερα σε ένα τοπικό "hub" όπου συνδέονται σε ένα μόνο καλώδιο πολλαπλών πυρήνων. Ο ίδιος ο συγκεντρωτής δεν είναι πολύ πιο περίπλοκος από ένα συμβατικό κουτί διασταύρωσης παντός καιρού και μπορεί συχνά να συνδυαστεί με το περίβλημα του εξοπλισμού μιας από τις κάμερες.

Η αύξηση του κόστους κατά την προσθήκη γραμμών οπτικών ινών σε ένα υπάρχον καλώδιο είναι αμελητέα, ειδικά σε σύγκριση με το κόστος των σχετικών δημοσίων έργων, θα πρέπει να ληφθεί σοβαρά υπόψη η δυνατότητα εγκατάστασης καλωδίων με επιπλέον χωρητικότητα.

Τα αυλακωμένα καλώδια οπτικών ινών μπορεί να περιέχουν ενίσχυση από χαλύβδινο σύρμα. Στην ιδανική περίπτωση, όλα τα καλώδια θα πρέπει να είναι κατασκευασμένα από υλικά χαμηλής εκπομπής καπνού, επιβραδυντικά φλόγας για να ικανοποιούν τους τοπικούς κώδικες, που προορίζονται για εγκατάσταση σε εξωτερικούς αγωγούς καλωδίων ή απευθείας σε αυλάκια, συνήθως με σχέδιο κοίλου σωλήνα που περιέχει από 2 έως 24 ίνες σε μία ή περισσότερες

Εικ.7 Τοπολογία δέντρου δικτύου οπτικών ινών

Στο σταθμό ελέγχου, το καλώδιο οπτικών ινών εισόδου συνήθως έρχεται σε μια μονάδα διασύνδεσης τοποθετημένη σε ράφι 19", με κάθε ίνα να έχει τη δική της ξεχωριστή υποδοχή "ST". Για τελική διασύνδεση με τον δέκτη, κοντά καλώδια προσαρμογέα υψηλής ακαμψίας με ζευγάρωμα "ST"- χρησιμοποιούνται σύνδεσμοι. σύνδεσμοι σε κάθε άκρο. Δεν απαιτείται ειδική ικανότητα για την εκτέλεση όλων των εργασιών εγκατάστασης, εκτός από μια λογική κατανόηση της ανάγκης για προσεκτικό χειρισμό της οπτικής ίνας (για παράδειγμα, μην λυγίζετε την ίνα με ακτίνα μικρότερη από 10 διαμέτρους ινών) και τις απαιτήσεις γενικής υγιεινής (δηλαδή καθαριότητα).

4
Προϋπολογισμός οπτικής απώλειας

Μπορεί να φαίνεται περίεργο ότι οι υπολογισμοί του προϋπολογισμού οπτικών απωλειών γίνονται τόσο αργά στη διαδικασία σχεδιασμού, αλλά στην πραγματικότητα, οποιοσδήποτε ακριβής υπολογισμός είναι δυνατός μόνο αφού έχει καθοριστεί πλήρως η υποδομή του καλωδιακού δικτύου. Ο σκοπός του υπολογισμού είναι να προσδιοριστούν οι απώλειες για τη χειρότερη διαδρομή σήματος (συνήθως η μεγαλύτερη) και να διασφαλιστεί ότι ο εξοπλισμός που επιλέχθηκε για τη διαδρομή μετάδοσης ταιριάζει στα ληφθέντα όρια με εύλογο περιθώριο.

Ο υπολογισμός είναι αρκετά απλός και αποτελείται από το συνηθισμένο άθροισμα των απωλειών σε ντεσιμπέλ όλων των συνιστωσών της διαδρομής, συμπεριλαμβανομένης της εξασθένησης στο καλώδιο (dB/km x μήκος σε km) συν και των συνδέσμων και των απωλειών στις αρθρώσεις. Η μεγαλύτερη δυσκολία είναι απλώς η εξαγωγή των απαραίτητων στοιχείων ζημιών από την τεκμηρίωση του κατασκευαστή.

Ανάλογα με το αποτέλεσμα που προκύπτει, μπορεί να είναι απαραίτητο να επανεκτιμηθεί ο εξοπλισμός που έχει επιλεγεί για τη διαδρομή μετάδοσης για να διασφαλιστούν αποδεκτές απώλειες. Για παράδειγμα, μπορεί να χρειαστεί να παραγγείλετε εξοπλισμό με βελτιωμένες οπτικές παραμέτρους και εάν αυτό δεν είναι διαθέσιμο, θα πρέπει να εξετάσετε το ενδεχόμενο να μεταβείτε σε ένα παράθυρο διαφάνειας με μεγαλύτερο μήκος κύματος, όπου οι απώλειες είναι μικρότερες.

5 Έλεγχος και θέση σε λειτουργία συστήματος

Οι περισσότεροι εγκαταστάτες δικτύου οπτικών ινών παρέχουν αποτελέσματα οπτικών δοκιμών για το δίκτυο οπτικών ινών που τίθεται σε λειτουργία. Τουλάχιστον, θα πρέπει να περιλαμβάνουν μετρήσεις οπτικής ισχύος από άκρο σε άκρο για κάθε ζεύξη ινών - αυτό ισοδυναμεί με μια δοκιμή ακεραιότητας για ένα συμβατικό δίκτυο χαλκού με ηλεκτρικούς πολυπλέκτης. Αυτά τα αποτελέσματα παρουσιάζονται ως τιμές απώλειας γραμμής σε dB και μπορούν να συγκριθούν άμεσα με τις προδιαγραφές για τον εξοπλισμό που έχει επιλεγεί για τη διαδρομή μετάδοσης. Θεωρείται γενικά φυσιολογικό να υπάρχει ένα ελάχιστο περιθώριο απώλειας (υποσχεμένες παράμετροι εξοπλισμού μείον τη μετρούμενη τιμή) 3 dB για τις αναπόφευκτες διαδικασίες γήρανσης που συμβαίνουν στις γραμμές οπτικών ινών, ειδικά στους πομπούς.

συμπέρασμα

Οι ειδικοί έχουν συχνά την άποψη ότι οι λύσεις οπτικών ινών είναι πολύ πιο ακριβές από τις χάλκινες. Στο τελευταίο μέρος της δουλειάς μου, θα ήθελα να συνοψίσω όσα ειπώθηκαν προηγουμένως και να προσπαθήσω να μάθω αν αυτό είναι αλήθεια ή όχι, συγκρίνοντας τις οπτικές λύσεις της εταιρείας 3M Volution με ένα τυπικό θωρακισμένο σύστημα της 6ης κατηγορίας, το οποίο έχει τις πλησιέστερες ιδιότητες στην οπτική πολλαπλών τρόπων

Το εκτιμώμενο κόστος ενός τυπικού συστήματος περιλάμβανε την τιμή μιας θύρας patch panel 24 θυρών (ανά συνδρομητή), καλωδίων συνδρομητή και patch, μονάδα συνδρομητή, καθώς και το κόστος ενός οριζόντιου καλωδίου ανά 100 μέτρα (βλ. Πίνακα 1).

Πίνακας 1 Υπολογισμός κόστους συνδρομητικής θύρας SCS για χαλκό και οπτική κατηγορία 6

Αυτός ο απλός υπολογισμός έδειξε ότι το κόστος μιας λύσης οπτικών ινών είναι μόνο 35% περισσότερο από μια λύση συνεστραμμένου ζεύγους κατηγορίας 6, επομένως οι φήμες για το τεράστιο κόστος των οπτικών είναι κάπως υπερβολικές. Επιπλέον, το κόστος των κύριων οπτικών εξαρτημάτων σήμερα είναι συγκρίσιμο ή και χαμηλότερο από ό,τι για τα θωρακισμένα συστήματα της 6ης κατηγορίας, αλλά, δυστυχώς, τα έτοιμα οπτικά καλώδια επιδιόρθωσης και συνδρομητών εξακολουθούν να είναι αρκετές φορές πιο ακριβά από τα χάλκινα αντίστοιχα. Ωστόσο, εάν για κάποιο λόγο το μήκος των καναλιών συνδρομητών στο οριζόντιο υποσύστημα υπερβαίνει τα 100 m, απλά δεν υπάρχει εναλλακτική λύση στα οπτικά.

Ταυτόχρονα, η χαμηλή τιμή εξασθένησης της οπτικής ίνας και η ατρωσία της σε διάφορες ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές την καθιστούν ιδανική λύση για τα σημερινά και μελλοντικά καλωδιακά συστήματα.

Τα συστήματα δομημένης καλωδίωσης, τα οποία χρησιμοποιούν οπτικές ίνες τόσο για τον κορμό όσο και για την οριζόντια καλωδίωση, παρέχουν στους καταναλωτές μια σειρά από σημαντικά πλεονεκτήματα: πιο ευέλικτο σχεδιασμό, μικρότερο αποτύπωμα κτιρίου, μεγαλύτερη ασφάλεια και καλύτερη διαχείριση.

Η χρήση οπτικών ινών στους χώρους εργασίας θα επιτρέψει στο μέλλον τη μετάβαση σε νέα πρωτόκολλα δικτύου, όπως Gigabit και 10 Gigabit Ethernet, με ελάχιστο κόστος. Αυτό είναι δυνατό χάρη σε μια σειρά από πρόσφατες προόδους στις τεχνολογίες οπτικών ινών: πολυτροπική ίνα με βελτιωμένη οπτική απόδοση και εύρος ζώνης. μικρού μεγέθους οπτικοί σύνδεσμοι που απαιτούν μικρότερο αποτύπωμα και κόστος εγκατάστασης. Οι επίπεδες κάθετες δίοδοι λέιζερ επιτρέπουν τη μετάδοση δεδομένων σε μεγάλες αποστάσεις με χαμηλό κόστος.

Μια ευρεία γκάμα λύσεων για την κατασκευή συστημάτων οπτικής καλωδίωσης εξασφαλίζει μια ομαλή, οικονομικά αποδοτική μετάβαση από τα συστήματα καλωδίωσης από χαλκό στα πλήρως οπτικά δομημένα συστήματα καλωδίωσης.

Κατάλογος χρησιμοποιημένης βιβλιογραφίας

1. Guk M. Υλικό των τοπικών δικτύων/m. Guk - Αγία Πετρούπολη: Εκδοτικός Οίκος Peter, 2000.-572 p.

Λύσεις για τηλεπικοινωνιακούς φορείς και τηλεπικοινωνίες

Ενέργεια. Ηλεκτρολόγος Μηχανικός. Σύνδεση.

Οπτικά καλώδια

Rodina O.V. Γραμμές επικοινωνίας οπτικών ινών/Ο.V. Rodina - Μ.: Hotline, 2009.-400C.