Принцип на работа на комуникациски линии со оптички влакна. Линии за комуникација со оптички влакна. Пример за типично решение за поставување на линија на влакна

Комуникација со оптички влакна

Комуникација со оптички влакна- тип на жичена телекомуникација што користи електромагнетно зрачење на оптичкиот (блиско-инфрацрвен) опсег како носител на информациски сигнал, и оптички кабли како водич. Благодарение на високата носачка фреквенција и широките можности за мултиплексирање, пропусната моќ на линиите со оптички влакна е многу пати поголема од пропусната моќ на сите други комуникациски системи и може да се мери во терабити во секунда. Ниското слабеење на светлината во оптичкото влакно овозможува користење на комуникации со оптички влакна на значителни растојанија без употреба на засилувачи. Комуникациите со оптички влакна се ослободени од електромагнетни пречки и тешко се достапни за неовластена употреба - технички е исклучително тешко да се пресретне тајно сигнал кој се пренесува преку оптички кабел.

Физичка основа

Комуникацијата со оптички влакна се заснова на феноменот на целосна внатрешна рефлексија на електромагнетните бранови на интерфејсот помеѓу диелектриците со различни индекси на рефракција. Оптичкото влакно се состои од два елементи - јадрото, кое е директен водич за светлина, и облогата. Индексот на прекршување на јадрото е малку поголем од индексот на прекршување на облогата, поради што светлосниот зрак, доживувајќи повеќекратни рефлексии на интерфејсот на јадрото-обложување, се шири во јадрото без да го напушти.

Апликација

Комуникации со оптички влакна се повеќе се користат во сите области - од компјутери и вселенски системи, авиони и бродски системи, до системи за пренос на информации на долги растојанија, на пример, комуникациската линија за оптички влакна Западна Европа - Јапонија, од која голем дел минува низ територијата на Русија. Дополнително, се зголемува вкупната должина на подводните комуникациски линии со оптички влакна меѓу континентите.

исто така види

• Канали на истекување на информации кои се пренесуваат преку оптички комуникациски линии

Белешки

Фондацијата Викимедија. 2010 година.

• Линии за комуникација со оптички влакна
• Кабел со оптички влакна

Погледнете што е „Комуникација со оптички влакна“ во другите речници:

ВЛАКНА ОПТИЧКА КОМУНИКАЦИЈА- Вид на жичена телекомуникација што користи електромагнетно зрачење на оптичкиот (близу инфрацрвен) опсег како носител на информациски сигнал, и оптички кабли како водич. Речник на деловни термини.… … Речник на деловни поими

комуникација со оптички влакна- - [Л.Г. Суменко. Англиско-руски речник за информатичка технологија. M.: State Enterprise TsNIIS, 2003.] Теми информатичката технологија општо EN врска со оптички влакнаFOCoptical fibercommunication ...

светски комуникации со оптички влакна- - [Л.Г. Суменко. Англиско-руски речник за информатичка технологија. М.: Државно претпријатие TsNIIS, 2003.] Теми за информатичката технологија општо EN врска со оптички влакна низ целиот светЗНАМЕН… Водич за технички преведувач

ОПТИЧКА КОМУНИКАЦИЈА- пренос на информации со помош на светлина. Наједноставните (неинформативни) типови на O. s. се користи со кон. 18 век (на пр. семафорска азбука). Со доаѓањето на ласерите, стана возможно да се префрли на оптичка технологија. опсег на средства и принципи на производство, преработка... ... Физичка енциклопедија

Далновод со оптички влакна- (FOCL), фибер-оптичка комуникациска линија (FOCL) е фибер-оптички систем кој се состои од пасивни и активни елементи, дизајниран да пренесува информации во оптичкиот (обично блиску инфрацрвен) опсег. Содржина 1 ... Википедија

Комуникации со оптички влакнасекој ден добива брза популарност. И, вреди да се напомене, не е залудно. Се заснова на специјално влакно. Овој пристап ви овозможува да постигнете одлични перформанси за пренос на информации на долги растојанија. Употребата на такви кабли е целосно оправдана. Употребата на елементи со оптички влакна има многу предности.

Главните предности на елементите со оптички влакна вклучуваат:

• издржливост;


• сила;


• доверливост;


• отпорност на механички и надворешни влијанија;


• широкопојасен интернет;


• минимална цена;


• мала тежина;


• компактни димензии;


• отпорност на пречки на електромагнетни бранови.

Оваа листа може да се продолжи многу долго, бидејќи оптичкото влакно е навистина најсовршениот медиум за пренос на информации.

Постојат два вида: еден режим и мулти-режим. И двата ги имаат најважните критериуми: дисперзија и слабеење. Самото влакно вклучува јадро и облога. Вреди да се одбележи дека тие се разликуваат по индекс на рефракција.

Што се однесува до ширењето на електромагнетните бранови во влакното, едномодните влакна имаат дијаметар на јадрото на влакната од околу 8-10 микрони. Овој индикатор е споредлив со брановата должина. Во мултимод, дијаметарот е 50-60 микрони, што овозможува да се пропагира огромен број зраци.

Историја и карактеристики на комуникациите со оптички влакна

Комуникации со оптички влакна– популарен и баран метод за пренос на информации.

И покрај фактот дека оваа технологија се користи на современиот пазар релативно неодамна, нејзиниот принцип датира од 1840 година, кога Даниел Коладон и Жак Бабинет го демонстрираа својот експеримент. Овој принцип беше дека насоката на светлосниот зрак се менуваше преку прекршување.

Сепак, методот почна активно да се користи во оваа област веќе во 20 век.

Овој тип на комуникација има многу предности, имено:

• слабо слабеење на сигналот;


• достапност на заштита од неовластен пристап;


• вршење диелектрични функции;


• долг работен век итн.

Поради фактот што стапката на слабеење на сигналот е релативно мала, можно е да се изгради систем до 100 km или повеќе. За возврат, широкопојасната природа на влакното овозможува пренос на информации по таква линија со огромна брзина. Обично може да варира до 1 Tbit во секунда. И покрај фактот дека цената на заварувањето и поединечните елементи на системот е висока, изградбата на овој тип на поврзување е сосема оправдана. Неговата употреба е гаранција за висококвалитетен сигнал без пречки и изобличување.

Повеќе придобивки од комуникацијата со оптички влакна

Комуникации со оптички влакна се широко користени за пренос на информации. Комуникацијата со оптички влакна има голем број уникатни карактеристики, кои ја одредуваат нејзината популарност.

Овој тип на комуникација се појави во далечната 1840 година по демонстрацијата на експериментот со промена на светлосниот зрак преку прекршување. Сепак, овој тип неодамна почна активно да се користи.

Ги има во огромен број. Ова е директно:

1. Широкопојасен интернет.Со користење на такво влакно, информациите може да се пренесуваат со голема брзина. Таа варира до 1 Tbit во секунда. Овој индикатор се должи на исклучително високата фреквенција на носителот.


2. Достапна цена.Таквите влакна имаат разумна цена, што им овозможува да се користат за многу намени.


3. Ниско слабеење на сигналот.Овој критериум овозможува да се конструираат комуникациски линии со значителна должина. Може да варира до 100 km и погоре.


4. Долг период на услуга.Овој тип на линија, како што покажува практиката, може да функционира совршено најмалку четвртина век.


5. Отпорност на пречки.Ова спречува деградација и изобличување на квалитетот на сигналот.


6. Достапност на заштита од неовластен пристап на трета страна.Практично не постои начин да се пресретнат информациите што се пренесуваат преку овој тип на комуникација без да се уништи главниот кабел.


7. Безбедност.Оптичкото влакно е истиот диелектрик. Затоа, значително ја зголемува безбедноста од пожар и експлозија на целиот систем. Ова е особено точно за претпријатијата кои работат во средини со висок ризик.

Ова се главните предности на ваквите линии. Поради ова се постигнуваат високи перформанси и одличен квалитет на пренесениот сигнал.

Што е вклучено во комуникацијата со оптички влакна?

Линиите со оптички влакна се цел систем кој вклучува голем број уреди.

Главните ги вклучуваат следниве уреди:

• приемник;


• предавател;


• предзасилувач;


• микроспој дизајниран за синхронизирање и враќање на информации;


• блок на код за конверзија во паралела и самиот конвертор;


• ласерски обликувач;


• кабел.

Денес постојат два вида влакна. Тоа се еден режим и мултимодни. Веќе од нивното име станува јасен принципот на работа.

Ако во првиот се шири само еден зрак, тогаш во вториот има многу. Ова директно се должи на индексот на рефракција. Кај едномодни влакна е еднаква на светлосната бранова должина, а кај мултимодни влакна е малку подолга.

Вреди да се напомене дека и двата типа се карактеризираат со два најважни индикатори: дисперзија и слабеење.

Одржување на комуникациски линии со оптички влакна

Линиите за комуникација со оптички влакна се многу популарни. тоа директно се должи на нивните способности и карактеристики.

Одржувањето на линиите за комуникација со оптички влакна мора да се врши редовно за да се избегнат разни грешки, изобличувања во пренесените сигнали и дефекти.

Вреди да се одбележи дека овој тип на операција треба да им се верува само на професионални занаетчии. Ова гарантира целосно отстранување на неточностите. Покрај тоа, таквите операции можат значително да го продолжат работниот век и на поединечните елементи и на целиот систем.

Преносот на информации е секогаш релевантен. За да може релето да се изврши што е можно поефикасно, треба да изберете моќни и продуктивни уреди. Пред да ја стартувате опремата, таа мора да биде конфигурирана во согласност со бараните параметри.

Денес, за такви системи важно е да се користат линии за комуникација со оптички влакна. Употребата на такви елементи има многу предности.

Таквиот систем се состои од активни и пасивни објекти, како и кабли со оптички влакна, кои работат, по правило, во инфрацрвениот опсег. Главно на вашиот сосед.

Оптичкото влакно е убедливо најнапредниот медиум што се користи за пренос на информации.

Меѓу масата на неговите предности, треба да се истакнат најважните. Ова:

• прифатлива цена;
• широкопојасен интернет;
• компактност;
• леснотија;
• слабо слабеење на сигналот во влакното;
• отпорност на електромагнетни пречки.

За системите за пренос на информации, последниот критериум е најважен. Така, сигналот пристигнува без изобличување по целата негова патека на ширење.

Но, таквите елементи не се без нивните недостатоци. Пред сè, потребата од моќна активна опрема при креирањето на целиот систем.

Вториот недостаток е тоа што инсталацијата на оптички влакна се врши само преку употреба на прецизна опрема. Таквата опрема е прилично скапа.

Друг недостаток е високата цена за корекција на дефекти. Сепак, во споредба со огромниот број на предности и функционални карактеристики, овие недостатоци бледнеат во позадина и се сосема незначителни.

Исто така, треба да се забележи дека таквото влакно може да се користи во две варијанти: едномодни и мултимодни. Ова име директно се должи на варијации во ширењето на зрачењето во него.

Компании кои обезбедуваат одржување на фибер-оптички комуникациски линии на изложбата

Рускиот меѓународен комплекс Expocentre Fairgrounds традиционално е домаќин на огромен број индустриски и тематски настани. Еден од нив - изложба „Комуникација“.

Како дел од проектот, на изложувачите им се дава одлична можност да присуствуваат на деловна програма, да стекнат искуство, да се запознаат со иновациите во оваа област и да ја проучат моменталната состојба на индустријата.

Изложбата е структурирана по салони, што обезбедува значителна погодност за учесниците. Една од областите е одржувањето на фибер-оптичките комуникациски линии. Овде, претставниците на овој сегмент можат да ги научат основните принципи и методи, кои можат да ја подобрат ситуацијата.

Примери за комуникации со оптички влакна и нивните предности на изложбата

Не е доволно само да се знаат предностите на комуникациите со оптички влакна. Важно е да можете правилно да ги примените во пракса, што ќе обезбеди највисок квалитетпренесен сигнал. Токму за таа цел се одржуваат тематски и индустриски настани.

Еден од нив е изложба „Комуникација“, кој традиционално ги собира водечките личности и претставници на индустријата под еден покрив на меѓународниот комплекс Expocentre Fairgrounds.

Одржувањето на настан на меѓународно ниво има значително влијание врз развојот на индустријата во целина.

Меѓународна изложба „Комуникација“Веќе многу години го привлекува вниманието на претставниците на оваа индустрија.

Изложбата е од големо значење бидејќи придонесува за:

• развој на целата индустрија на меѓународно ниво;


• лансирање на нови производи на светскиот пазар;


• имплементација на иновации во производството;


• размена на искуство и знаење;


• зголемување на конкурентноста;


• проучување на главните пазарни насоки.

Секоја година, водечките личности и претставници на сегментот се собираат во ѕидовите на саемот Expocentre за да ги покажат постоечките случувања и достигнувања. Овде можете да присуствувате на различни конференции и симпозиуми каде што се дискутираат најважните области, особено комуникациите со оптички влакна.

Прочитајте ги нашите други написи:

Дали е тоа оптички влакнаИстражувачкиот институт за комуникации (FOCL) - систем базиран на кабел со оптички влакна, дизајниран да пренесува информации во оптичкиот (лесен) опсег. Во согласност со ГОСТ 26599-85, терминот FOCL е заменет со FOLP (фибер-оптички далновод), но во секојдневната практична употреба сè уште се користи терминот FOCL, така што во оваа статија ќе се задржиме на него.

FOCL комуникациските линии (доколку се правилно инсталирани) во споредба со сите кабелски системи се одликуваат со многу висока доверливост, одличен квалитет на комуникација, широк опсег, значително поголема должина без засилување и речиси 100% имунитет од електромагнетни пречки. Системот е заснован технологија за оптички влакна– светлината се користи како носител на информации, типот на пренесената информација (аналогна или дигитална) не е важен. Работата првенствено користи инфрацрвена светлина, а медиумот за пренос е фиберглас.

Опсег на линии за комуникација со оптички влакна

Кабелот со оптички влакна се користи за обезбедување комуникации и пренос на информации повеќе од 40 години, но поради неговата висока цена, тој стана широко користен релативно неодамна. Развојот на технологијата овозможи производството да се направи поекономично, а цената на кабелот да биде поприфатлива, а неговите технички карактеристики и предности во однос на другите материјали брзо ги плаќаат сите направени трошоци.

Во моментов, кога еден објект користи комплекс од системи со мала струја одеднаш (компјутерска мрежа, систем за контрола на пристап, видео надзор, безбедносни и противпожарни аларми, периметарска безбедност, телевизија итн.), невозможно е да се направи без употреба на влакна -оптички комуникациски линии. Само употребата на кабел со оптички влакна овозможува да се користат сите овие системи истовремено, обезбедува правилно стабилно работење и извршување на нивните функции.

FOCL се повеќе се користи како основен систем во развојот и инсталацијата, особено за повеќекатните згради, долгорочните згради и кога се комбинираат група објекти. Само каблите со оптички влакна можат да обезбедат соодветен волумен и брзина на пренос на информации. Сите три потсистеми можат да се имплементираат врз основа на оптичко влакно, во потсистемот на внатрешни стебла оптичките кабли се користат подеднакво често со каблите со изопачени парови, а во потсистемот на надворешните стебла тие играат доминантна улога. Постојат кабли со оптички влакна за надворешни (надворешни кабли) и внатрешни (кабли за внатре), како и поврзувачки кабли за хоризонтални жици комуникации, опремување на индивидуални работни места и поврзување згради.

И покрај релативно високата цена, употребата на оптички влакна станува се пооправдана и се повеќе се користи.

Предности фибер-оптички комуникациски линии (FOCL)) пред традиционалниот „метален“ пренос значи:

• Широк пропусен опсег;
• Незначително слабеење на сигналот, на пример, за сигнал од 10 MHz ќе биде 1,5 dB/km во споредба со 30 dB/km за RG6 коаксијален кабел;
• Можноста за „земјени јамки“ е исклучена, бидејќи оптичкото влакно е диелектрик и создава електрична (галванска) изолација помеѓу предавателните и приемните краеви на линијата;
• Висока сигурност на оптичкото опкружување: оптичките влакна не оксидираат, не се навлажнуваат и не се предмет на електромагнетно влијание
• Не предизвикува пречки во соседните кабли или во други кабли со оптички влакна, бидејќи носачот на сигналот е лесен и тој останува целосно внатре во кабелот со оптички влакна;
• Фибергласот е целосно нечувствителен на надворешни сигнали и електромагнетни пречки (EMI), без разлика на какво напојување е кабелот во близина (110 V, 240 V, 10.000 V AC) или многу блиску до мегават предавател. Удар на гром на растојание од 1 cm од кабелот нема да предизвика никакви пречки и нема да влијае на работата на системот;
• Безбедност на информациите - информациите се пренесуваат преку оптички влакна „од точка до точка“ и може да се прислушкуваат или менуваат само со физичко мешање во далноводот
• Кабелот со оптички влакна е полесен и помал - тој е поудобен и полесен за инсталирање од електричен кабел со ист дијаметар;
• Не е можно да се направи гранка на кабел без да се оштети квалитетот на сигналот. Секое мешање во системот веднаш се открива на приемниот крај на линијата, ова е особено важно за безбедносните и системите за видео надзор;
• Безбедност од пожар и експлозија при промена на физички и хемиски параметри

• Цената на кабелот се намалува секој ден, неговиот квалитет и способности почнуваат да преовладуваат над трошоците за изградба на ниско-струјни фибер-оптички линии

Не постојат идеални и совршени решенија; како и секој систем, линиите за комуникација со оптички влакна имаат свои недостатоци:

• Кршливост на стаклени влакна - ако кабелот е силно свиткан, влакната може да се скршат или да се заматат поради појава на микропукнатини. За да се елиминираат и минимизираат овие ризици, се користат структури и плетенки за зајакнување на кабелот. При инсталирање на кабелот, неопходно е да се следат препораките на производителот (каде што, особено, минималниот дозволен радиус на свиткување е стандардизиран);
• Комплексноста на врската во случај на прекин бара посебна алатка и квалификациите на изведувачот;
• Комплексна технологија на производство и на самото влакно и на компонентите на фибер-оптичката врска;
• Комплексност на конверзија на сигналот (во опрема за интерфејс);
• Релативно висока цена на оптичката терминална опрема. Сепак, опремата е скапа во апсолутна вредност. Односот цена-пропусен опсег за линии со оптички влакна е подобар отколку за други системи;
• Магла на влакното поради изложеност на радијација (сепак, има допирани влакна со висока отпорност на зрачење).

Инсталирањето на комуникациските системи со оптички влакна бара соодветно ниво на квалификација од изведувачот, бидејќи прекинувањето на кабелот се врши со специјални алатки, со посебна прецизност и вештина, за разлика од другите преносни медиуми. Поставките за рутирање и префрлување сигнал бараат посебни квалификации и вештина, така што не треба да заштедите пари во оваа област и да се плашите да плаќате премногу за професионалци; елиминирањето на пречки во системот и последиците од неправилната инсталација на кабелот ќе чини повеќе.

Принцип на работа на кабел со оптички влакна.

Самата идеја за пренос на информации со помош на светлина, а да не зборуваме за физичкиот принцип на работа, не е сосема јасна за повеќето обични луѓе. Нема да навлегуваме длабоко во оваа тема, но ќе се обидеме да го објасниме основниот механизам на дејство на оптичкото влакно и да ги оправдаме таквите индикатори со високи перформанси.

Концептот на оптички влакна се потпира на основните закони за рефлексија и прекршување на светлината. Благодарение на неговиот дизајн, фибергласот може да ги задржи светлосните зраци во светлосниот водич и да ги спречи да „минуваат низ ѕидови“ кога пренесуваат сигнал на многу километри. Покрај тоа, не е тајна дека брзината на светлината е поголема.

Оптичките влакна се засноваат на ефектот на прекршување на максималниот агол на инциденца, каде што се јавува целосна рефлексија. Овој феномен се јавува кога зрак светлина напушта густа средина и влегува во помалку густа средина под одреден агол. На пример, да замислиме апсолутно неподвижна површина на вода. Набљудувачот гледа од под вода и го менува аголот на гледање. Во одреден момент, аголот на гледање станува таков што набљудувачот нема да може да ги види предметите лоцирани над површината на водата. Овој агол се нарекува агол на вкупен одраз. На овој агол, набљудувачот ќе гледа само предмети под вода, ќе изгледа како да гледа во огледало.

Внатрешното јадро на кабелот со оптички влакна има повисок индекс на рефракција од обвивката и се јавува ефектот на вкупниот одраз. Поради оваа причина, зрак светлина, кој минува низ внатрешното јадро, не може да оди подалеку од нејзините граници.

Постојат неколку видови на кабли со оптички влакна:

• Со зачекорен профил - типична, најевтина опција, дистрибуцијата на светлината се јавува во „чекори“, додека влезниот пулс се деформира поради различните должини на траекториите на светлосните зраци
• Со мазен „повеќе режим“ профил - светлосните зраци се шират со приближно еднакви брзини во „бранови“, должината на нивните патеки е избалансирана, што овозможува подобрување на карактеристиките на пулсот;
• Фиберглас со еден режим - најскапата опција, ви овозможува да ги истегнете гредите директно, карактеристиките на пренос на пулсот стануваат речиси беспрекорни.

Кабелот со оптички влакна е сè уште поскап од другите материјали, неговата инсталација и завршување е посложена и бара квалификувани изведувачи, но иднината на преносот на информации несомнено лежи во развојот на овие технологии и овој процес е неповратен.

Линијата со оптички влакна вклучува активни и пасивни компоненти. На предавателниот крај на кабелот со оптички влакна има LED или ласерска диода, нивното зрачење е модулирано од преносниот сигнал. Во однос на видео надзорот, ова ќе биде видео сигнал, за пренос на дигитални сигнали, логиката е зачувана. За време на преносот, инфрацрвената диода е модулирана во осветленоста и пулсира според варијациите на сигналот. За примање и претворање на оптички сигнал во електричен сигнал, на приемниот крај обично се наоѓа фотодетектор.

Активните компоненти вклучуваат мултиплексери, регенератори, засилувачи, ласери, фотодиоди и модулатори.

Мултиплексер– комбинира повеќе сигнали во еден, така што еден кабел со оптички влакна може да се користи за пренос на повеќе сигнали во реално време истовремено. Овие уреди се незаменливи во системи со недоволен или ограничен број на кабли.

Постојат неколку видови мултиплексери, тие се разликуваат по нивните технички спецификации, функции и области на примена:

• спектрална поделба (WDM) - наједноставните и најевтините уреди, пренесуваат оптички сигнали од еден или повеќе извори кои работат на различни бранови должини преку еден кабел;
• фреквентна модулација и мултиплексирање со поделба на фреквенцијата (FM-FDM) - уредите се доста имуни на бучава и изобличување, со добри карактеристикии кола со средна сложеност, имаат 4,8 и 16 канали, оптимални за видео надзор.
• Модулација на амплитуда со делумно потисната странична лента (AVSB-FDM) - со висококвалитетна оптоелектроника, тие ви овозможуваат да пренесувате до 80 канали, оптимални за претплатничка телевизија, но скапи за видео надзор;
• Модулација на пулсен код (PCM - FDM) - скап уред, целосно дигитален, кој се користи за дистрибуција на дигитален видео и видео надзор;

Во пракса, често се користат комбинации на овие методи. Регенератор е уред кој ја враќа формата на оптички пулс, кој, размножувајќи се по влакното, претрпува изобличување. Регенераторите можат да бидат или чисто оптички или електрични, кои го претвораат оптичкиот сигнал во електричен сигнал, го обновуваат и потоа го претвораат назад во оптички.

Засилувач- ја засилува моќноста на сигналот до потребното напонско ниво, може да биде оптичка и електрична, врши оптичко-електронска и електронско-оптичка конверзија на сигналот.

LED диоди и ласери- извор на монохроматско кохерентно оптичко зрачење (светло за кабел). За системи со директна модулација, тој истовремено ги извршува функциите на модулатор кој го претвора електричниот сигнал во оптички.

Фотодетектор(Фотодиода) - уред кој прима сигнал на другиот крај на кабелот со оптички влакна и врши конверзија на оптоелектронски сигнал.

Модулатор- уред кој модулира оптички бран кој носи информации според законот за електричен сигнал. Во повеќето системи оваа функција ја врши ласер, но во системи со индиректна модулација се користат посебни уреди за оваа намена.

Пасивните компоненти на линиите со оптички влакна вклучуваат:

Кабел со оптички влакна – делува како медиум за пренос на сигнал. Надворешната обвивка на кабелот може да биде направена од различни материјали: поливинил хлорид, полиетилен, полипропилен, тефлон и други материјали. Оптичкиот кабел може да има различни видови оклоп и специфични заштитни слоеви (на пример, мали стаклени игли за заштита од глодари). Според дизајнот може да биде:

Оптичка спојка- уред кој се користи за поврзување на два или повеќе оптички кабли.

Оптички крст- уред дизајниран за завршување на оптички кабел и поврзување на активна опрема со него.

Шила– наменет за трајно или полутрајно спојување на влакна;

Конектори– повторно да го поврзете или исклучите кабелот;

Спојки– уреди кои ја распределуваат оптичката моќ на неколку влакна во едно;

Прекинувачи– уреди кои редистрибуираат оптички сигнали под рачна или електронска контрола

Инсталација на фибер-оптички комуникациски линии, неговите карактеристики и процедура.

Фиберглас е многу цврст, но кршлив материјал, иако благодарение на неговата заштитна обвивка, може да се третира речиси како да е електричен. Меѓутоа, при инсталирање на кабелот, мора да се придржувате до барањата на производителите за:

• „Максимално издолжување“ и „максимална сила на кршење“, изразени во њутни (околу 1000 N или 1 kN). Во оптичкиот кабел, најголем дел од напрегањето се става на структурата на јачината (армирана пластика, челик, кевлар или комбинација од нив). Секој тип на структура има свои индивидуални карактеристики и степен на заштита; ако затегнатоста го надмине одреденото ниво, оптичкото влакно може да се оштети.
• „Минимален радиус на свиткување“ – направете ги свиоците помазни, избегнувајте остри свиоци.
• „Механичка сила“, се изразува во N/m (њутни/метри) - заштита на кабелот од физички стрес (може да се гази, па дури и да се прегази со возила. Треба да бидете исклучително внимателни и особено да ги обезбедите раскрсниците и приклучоците , оптоварувањето значително се зголемува поради малата контактна површина.

Оптичкиот кабел обично се испорачува намотан на дрвени тапани со издржлив пластичен заштитен слој или дрвени ленти околу обемот. Надворешните слоеви на кабелот се најранливи, така што за време на инсталацијата потребно е да се запамети тежината на барабанот, да се заштити од удари и падови и да се преземат безбедносни мерки за време на складирањето. Најдобро е да ги чувате тапаните хоризонтално, но ако лежат вертикално, тогаш нивните рабови (рабови) треба да се допираат.

Постапка и карактеристики на поставување на кабел со оптички влакна:

1. Пред инсталацијата, неопходно е да се проверат барабаните на кабелот за оштетување, вдлабнатини и гребнатини. Ако постои сомнеж, подобро е веднаш да го оставите кабелот настрана за последователно детално испитување или отфрлање. Кратките парчиња (помалку од 2 км) може да се проверат за континуитет на влакната со помош на која било фенерче. Кабелот со влакна за инфрацрвен пренос исто толку добро ја пренесува обичната светлина.
2. Следно, проверете ја трасата за потенцијални проблеми (остри агли, затнати кабелски канали итн.), доколку ги има, направете промени на маршрутата за да ги минимизирате ризиците.
3. Дистрибуирајте го кабелот долж трасата на таков начин што точките за поврзување и точките за поврзување на засилувачите се на достапни, но заштитени од неповолни фактори, места. Важно е да останат доволно резерви на кабел при идните приклучоци. Отворените краеви на каблите мора да бидат заштитени со водоотпорни капачиња. Цевките се користат за да се минимизира стресот на свиткување и оштетувањето од сообраќајот што поминува. Дел од кабелот е оставен на двата краја на кабелската линија; неговата должина зависи од планираната конфигурација).
4. При поставување на кабелот под земја, тој дополнително е заштитен од оштетување на локални точки на оптоварување, како што е контакт со хетероген материјал за полнење и нерамномерност на ровот. За да го направите ова, кабелот во ровот се поставува на слој песок од 50-150 см и е покриен со истиот слој песок 50-150 см. Дното на ровот мора да биде рамно, без испакнатини, при закопување, камења кои може да го оштети кабелот треба да се отстрани. Треба да се забележи дека оштетувањето на кабелот може да се случи и веднаш и за време на работата (по полнењето на кабелот), на пример, од постојан притисок; неотстранет камен постепено може да го протурка кабелот. Работата за дијагностицирање и наоѓање и елиминирање на прекршувањата на веќе закопаниот кабел ќе чини многу повеќе од точноста и усогласеноста со безбедносните мерки за време на инсталацијата. Длабочината на ровот зависи од типот на почвата и очекуваното оптоварување на површината. Во тврда карпа длабочината ќе биде 30 cm, во мека карпа или под коловозот 1 m. Препорачаната длабочина е 40-60 cm, со дебелина на коритото од песок од 10 до 30 cm.
5. Најчестиот метод е да го поставите кабелот во ров или послужавник директно од барабанот. При поставување на многу долги линии, барабанот се поставува на возилото, додека машината се движи, кабелот се поставува на своето место, нема потреба од брзање, темпото и редоследот на одмотување на барабанот се прилагодуваат рачно.
6. При поставување на кабелот во послужавник, најважно е да не се надмине критичниот радиус на свиткување и механичкото оптоварување. Кабелот треба да се постави во една рамнина, да не се создаваат точки на концентрирани оптоварувања, да се избегнуваат остри агли, притисок и вкрстувања со други кабли и правци на трасата и да не се свиткува кабелот.
7. Повлекувањето на кабелот со оптички влакна низ проводниците е слично на влечењето конвенционален кабел, но не користете прекумерна физичка сила или не ги прекршувајте спецификациите на производителот. Кога користите стеги за глави, запомнете дека товарот не треба да падне на надворешната обвивка на кабелот, туку на структурата на моќноста. За да се намали триењето, може да се користат гранули од талк или полистирен; за употреба на други лубриканти, консултирајте се со производителот.
8. Во случаи кога кабелот веќе има крајно заптивка, при инсталирање на кабелот, треба да бидете особено внимателни да не ги оштетите конекторите, да не ги контаминирате или да ги изложите на прекумерно оптоварување во областа за поврзување.
9. По монтажата, кабелот во фиоката е прицврстен со најлонски врски, не треба да се лизга или попушта. Ако карактеристиките на површината не дозволуваат употреба на специјални прицврстувања за кабел, употребата на стеги е прифатлива, но со голема претпазливост за да не се оштети кабелот. Препорачливо е да се користат стеги со пластичен заштитен слој, да се користи посебна стегач за секој кабел и во никој случај не треба да врзете неколку кабли заедно. Подобро е да оставите малку олабавено помеѓу крајните точки на прицврстувањето на кабелот наместо да го ставате кабелот под напнатост, инаку лошо ќе реагира на температурни флуктуации и вибрации.
10. Ако оптичкото влакно се оштети за време на инсталацијата, означете ја областа и оставете доволно довод на кабел за последователно спојување.

Во принцип, поставувањето на кабел со оптички влакна не се разликува многу од инсталирањето на обичен кабел. Ако ги следите сите препораки што ги посочивме, тогаш нема да има проблеми при инсталацијата и работењето и вашиот систем ќе работи долго време, ефикасно и сигурно.

Пример за типично решение за поставување на фибер-оптичка линија

Задачата е да се организира систем за комуникација со оптички влакна помеѓу две посебни згради на производствена зграда и административна зграда. Растојанието помеѓу зградите е 500 m.

Проценка за инсталација на фибер-оптички комуникациски систем

бр.	Име на опрема, материјали, работа	Единица од-и	Количина	Цена по еден.	Количина, во рубли.
Јас.	FOCL системска опрема, вклучувајќи:				25 783
1.1.	Вкрстен оптички ѕид (SHKON) 8 порти	PC.	2	2600	5200
1.2.	Медиумски конвертор 10/100-Base-T / 100Base-FX, Tx/Rx: 1310/1550nm	PC.	2	2655	5310
1.3.	Оптичко спојување низ премин	PC.	3	3420	10260
1.4.	Преклопна кутија 600x400	PC.	2	2507	5013
II.	Кабелски правци и материјали на системот за комуникација со оптички влакна, вклучувајќи:				25 000
2.1.	Оптички кабел со надворешен кабел 6 kN, централен модул, 4 влакна, еден режим G.652.	м.	200	41	8200
2.2.	Оптички кабел со внатрешен кабел за поддршка, централен модул, 4 влакна, единечен режим G.652.	м.	300	36	10800
2.3.	Други потрошни материјали (приклучоци, завртки, спојници, изолациона лента, сврзувачки елементи, итн.)	сет	1	6000	6000
III.	ВКУПНИ ТРОШОЦИ ЗА ОПРЕМА И МАТЕРИЈАЛИ (точка I+точка II)				50 783
IV.	Трошоци за транспорт и набавки, 10% *точка III				5078
В.	Работа на инсталација и префрлување на опрема, вклучувајќи:				111 160
5.1.	Поставување на банери	единици	4	8000	32000
5.2.	Кабелирање	м.	500	75	37500
5.3.	Инсталација и заварување на конектори	единици	32	880	28160
5.4.	Инсталација на преклопна опрема	единици	9	1500	13500
VI.	ВКУПНО ПРОЦЕНА (точка III+точка IV+точка V)				167 021

Објаснувања и коментари:

1. Вкупната должина на трасата е 500 m, вклучувајќи:
   • од оградата до производната зграда и административната зграда е по 100 m (вкупно 200 m);
   • покрај оградата помеѓу зградите 300 м.
2. Се врши инсталација на кабел отворен метод, вклучувајќи:
   • од згради до ограда (200 m) по воздушен пат (влечење) со употреба на материјали специјализирани за поставување фибер-оптички линии;
   • помеѓу зградите (300 m) покрај оградата од армирано-бетонски плочи, кабелот е прицврстен во средината на оградата со помош на метални штипки.
3. За да се организираат комуникациски линии со оптички влакна, се користи специјализиран самоносен (вграден кабел) оклопен кабел.

Линиите со оптички влакна се нарекуваат линии дизајнирани да пренесуваат информации во оптичкиот опсег. Според Советското информативно биро, на крајот на 80-тите, стапката на раст на употребата на линии со оптички влакна била 40%. Експертите на Унијата претпоставуваа дека некои земји целосно ќе ги напуштат бакарните јадра. Конгресот одлучи за 25% зголемување на обемот на комуникациските линии за 12-тиот петгодишен план. Тринаесеттиот, исто така дизајниран за развој на оптички влакна, го виде распадот на СССР, првиот мобилните оператори. Патем, прогнозата на експертите за зголемената потреба од квалификуван кадар пропадна...

Принцип на работа

Кои се причините за наглиот пораст на популарноста на високофреквентните сигнали? Современите учебници споменуваат намалување на потребата за регенерација на сигналот, трошоците и зголемување на капацитетот на каналот. Советските инженери открија, размислувајќи поинаку: бакарни кабли, оклоп, екрани сочинуваат 50% од светското производство на бакар, 25% од олово. Недоволно познат факт стана главна причина за напуштањето на спонзорите на Никола Тесла на проектот кулата Варденклиф (името беше дадено од презимето на филантропот кој ја донираше земјата). Познат српски научник сакал да пренесува информации и енергија безжично, заплашувајќи многу локални сопственици на топилници за бакар. 80 години подоцна, сликата драматично се промени: луѓето ја сфатија потребата да се спасат обоените метали.

Материјалот што се користи за изработка на влакната е... стакло. Обичен силикат, ароматизиран со прилично количество полимери кои ги модифицираат својствата. Советските учебници, покрај наведените причини за популарноста на новата технологија, наведуваат:

1. Ниско слабеење на сигналот, што предизвика намалување на потребата за регенерација.
2. Нема искри, затоа заштита од пожар, нула опасност од експлозија.
3. Нема краток спој, намалени барања за одржување.
4. Нечувствителен на електромагнетни пречки.
5. Мала тежина, релативно мали димензии.

Првично, линиите со оптички влакна требаше да поврзуваат големи автопати: помеѓу градовите, предградијата и автоматските телефонски централи. Експертите од СССР ја нарекоа револуцијата на кабелот слична на појавата на електрониката со цврста состојба. Развојот на технологијата овозможи да се изградат мрежи кои се ослободени од струи на истекување и преслушување. Делница долга стотици километри е лишен од активни методи за регенерација на сигналот. Должината на кабелот со еден режим е обично 12 km, а на мултимодниот кабел е 4 km. Последната милја често е обложена со бакар. Давателите се навикнати да посветуваат крајни точки на поединечни корисници. Нема големи брзини, примопредавателите се евтини, можност за истовремено снабдување со електрична енергија на уредот и леснотија на користење на линеарни режими.

Предавател

Типични создавачи на зрак се полупроводнички LED диоди, вклучувајќи ласери со цврста состојба. Спектралната ширина на сигналот емитиран од типичен pn спој е 30-60 nm. Ефикасноста на првите уреди со цврста состојба едвај достигна 1%. Основата на поврзаните LED диоди често е структурата на индиум-галиум-арсен-фосфор. Со емитување на помала фреквенција (1,3 µm), уредите обезбедуваат значителна дисперзија на спектарот. Резултирачката дисперзија во голема мера ја ограничува бит-стапката (10-100 Mbps). Затоа, LED диоди се погодни за изградба на локални мрежни ресурси (растојание 2-3 km).

Поделбата на фреквенцијата со мултиплексирање се врши со повеќефреквентни диоди. Денес, несовршените полупроводнички структури активно се заменуваат со вертикални ласери кои емитуваат, кои значително ги подобруваат спектралните карактеристики. зголемување на брзината. Цената е иста. Технологијата за стимулирана емисија носи многу поголеми моќи (стотици mW). Кохерентното зрачење обезбедува ефикасност на линиите со еден режим од 50%. Ефектот на хроматската дисперзија е намален, што овозможува повисоки бит-стапки.

Краткото време на рекомбинација на полнење го олеснува модулирањето на зрачењето со високи фреквенции на струјата на напојување. Покрај вертикалните, тие користат:

1. Ласери со повратни информации.
2. Резонатори Фабри-Перо.

Високите стапки на битови на комуникациските линии на долги растојанија се постигнуваат со користење на надворешни модулатори: електро-апсорпција, интерферометри Mach-Zehnder. Надворешните системи ја елиминираат потребата од линеарна фреквентна модулација на напонот за напојување. Сечениот спектар на дискретниот сигнал се пренесува понатаму. Дополнително, развиени се и други техники за кодирање на оператор:

• Квадратурно копче за поместување на фазите.
• Ортогонално мултиплексирање со поделба на фреквенцијата.
• Амплитудна квадратна модулација.

Постапката ја спроведуваат процесори за дигитален сигнал. Старите методи компензираа само за линеарната компонента. Беренгер го изрази модулаторот со серијата Wien, DAC и засилувачот моделирани со скратена, временски независна серија Volterra. Khana предлага дополнително да се користи модел на полиномен предавател. Секој пат, коефициентите на серијата се наоѓаат со помош на архитектура за индиректно учење. Дутел сними многу вообичаени варијанти. Полињата за вкрстена корелација и квадратура на фази симулираат несовршености во системите за синхронизација. Нелинеарните ефекти се компензираат на ист начин.

Приемници

Фотодетекторот врши обратна конверзија помеѓу светлина и електрична енергија. Лавовскиот дел од приемниците во цврста состојба ја користи структурата индиум-галиум-арсен. Понекогаш има иглички фотодиоди, лавински. Метално-полупроводнички-метални конструкции се идеални за вградување на регенератори и мултиплексери со кратки бранови. Оптоелектричните конвертори често се надополнуваат со трансимпедантни засилувачи и ограничувачи кои произведуваат дигитален сигнал. Потоа вежбаат обновување на часовникот со фазно заклучена јамка.

Пренос на светлина со стакло: историја

Феноменот на прекршување, кој ја овозможува тропосферската комуникација, не им се допаѓа на студентите. Сложените формули и неинтересните примери ја убиваат љубовта на ученикот кон знаењето. Идејата за лесен водич е родена во 1840-тите: Даниел Коладон и Жак Бабинет (Париз) се обидоа да ги разубават своите предавања со примамливи, визуелни експерименти. Наставниците во средновековна Европа беа слабо платени, така што големиот прилив на студенти кои носеа пари изгледаше како добредојдена перспектива. Предавачите ја намамуваа публиката на секој начин. Извесен Џон Тиндал ја искористи идејата 12 години подоцна, многу подоцна објавувајќи книга (1870) во која ги испитува законите на оптиката:

• Светлината минува низ интерфејсот воздух-вода и се забележува прекршување на зракот во однос на нормалното. Ако аголот на допир на зракот со ортогоналната линија надминува 48 степени, фотоните престануваат да ја напуштаат течноста. Енергијата целосно се рефлектира назад. Ајде да ја наречеме границата ограничувачки агол на медиумот. Водата е 48 степени 27 минути, силикатно стакло е 38 степени 41 минута, дијамантот е 23 степени 42 минути.

Раѓањето на 19 век ја донесе лесната телеграфска линија Санкт Петербург - Варшава со должина од 1200 км. Регенерацијата од операторите на пораки се вршеше на секои 40 км. Пораката траеше неколку часа, временските услови и видливоста се мешаа. Доаѓањето на радио комуникациите ги замени старите техники. Првите оптички линии датираат од крајот на 19 век. Новиот производ им се допадна на лекарите! Свитканите стаклени влакна овозможија да се осветли секоја празнина на човечкото тело. Историчарите ја нудат следнава временска рамка за развојот на настаните:

Идејата за Хенри Сен Рене ја продолжија доселениците од Новиот свет (1920-тите), кои решија да ја подобрат телевизијата. Кларенс Хансел, Џон Логи Берд станаа пионери. Десет години подоцна (1930), студентот по медицина Хајнрих Лам ја докажал можноста за пренос на слики со помош на стаклени водичи. Трагачот по знаење решил да ја испита внатрешноста на телото. Квалитетот на сликата беше слаб, а обидот да се добие британски патент не успеа.

Раѓањето на влакна

Независно, холандскиот научник Абрахам ван Хел, Британецот Харолд Хопкинс, Нариндер Синг Капани ги измислиле влакната (1954). Заслугата на првиот беше во идејата за покривање на централното јадро со проѕирна обвивка која имаше низок индекс на рефракција (блиску до воздухот). Заштитата од површински гребнатини значително го подобри квалитетот на преносот (современиците на пронаоѓачите ја видоа главната пречка за користење на влакна линии во големи загуби). Британците, исто така, дадоа сериозен придонес, собирајќи пакет влакна од 10.000 парчиња, пренесувајќи слика на растојание од 75 см.

Ова е интересно! Нариндер Синг Капани го измислил терминот фиберглас во една статија во American Science (1960).

1956 година му донесе на светот нов флексибилен гастроскоп, авторите Василиј Хиршовиц, Вилбур Питерс, Лоренс Кертис (Универзитетот во Мичиген). Посебна карактеристика на новиот производ беше стаклената обвивка од влакната. Елиас Сницер (1961) ја воведе идејата за едномодни влакна. Толку тенка што само една точка од шемата за пречки се вклопува внатре. Идејата им помогна на лекарите да ја испитаат внатрешноста на (жива) личност. Загубата беше 1 dB/m. Потребата за комуникација многу повеќе се прошири. Беше неопходно да се достигне прагот од 10-20 dB/km.

1964 година се смета за пресвртна точка: д-р Као објави витална спецификација, воведувајќи ги теоретските основи на комуникациите на долги растојанија. Документот широко ја користеше горната слика. Научникот докажа дека високо прочистеното стакло ќе помогне да се намалат загубите. Германскиот физичар (1965) Манфред Бернер (Telefunken Research Labs, Улм) ја претстави првата оперативна телекомуникациска линија. НАСА веднаш испрати снимки од Месечината користејќи нови производи (случувањата беа тајни). Неколку години подоцна (1970), тројца вработени во Corning Glass (видете го почетокот на темата) поднеле патент за спроведување на технолошки циклус за топење силициум оксид. Бирото три години го оценуваше текстот. Новото јадро го зголеми капацитетот на каналот за 65.000 пати во однос на бакарниот кабел. Тимот на д-р Као веднаш се обиде да помине значително растојание.

Ова е интересно! 45 години подоцна (2009), Као ја доби Нобеловата награда за физика.

Воените компјутери (1975) на американската противвоздушна одбрана (секција НОРАД, планини Чејен) добија нови комуникации. Оптичкиот интернет се појави многу одамна, пред персоналните компјутери! Две години подоцна, тестирањето на телефонската линија од 1,5 милји во предградие на Чикаго успешно спроведе 672 гласовни канали. Производителите на стакло работеа неуморно: раните 1980-ти години го донесоа појавувањето на влакна со слабеење од 4 dB/km. Силиконскиот оксид беше заменет со друг полупроводник - германиум.

Брзината на производство на висококвалитетен кабел од производната линија беше 2 m/s. Chemie Thomas Mensah разви технологија што ја зголеми наведената граница за дваесет пати. Новиот производ конечно стана поевтин од бакарен кабел. Она што следува е наведено погоре: следеше наплив на усвојување на нова технологија. Растојанието на повторувачите беше 70-150 км. Засилувачот со влакно наполнет со јони на ербиум драстично ги намали трошоците за изградба на линии. Времето на Тринаесеттиот петгодишен план и донесе на планетата 25 милиони километри оптички мрежи.

Нов поттик за развој беше даден со пронајдокот на фотонски кристали. 2000 година ги донесе првите комерцијални модели. Периодичноста на структурите овозможи значително зголемување на моќноста, дизајнот на влакната беше флексибилно прилагоден за да ја следи фреквенцијата. Во 2012 година, Nippon Telegraph and Telephone Company постигна брзина од 1 petabit/s во опсег од 50 km со едно влакно.

Воена индустрија

Историјата на маршот на американската воена индустрија, објавена во Monmouth Message, е веродостојно позната. Во 1958 година, менаџерот на кабли во Форт Монмаут (Signal Corps Labs на Армијата на Соединетите Држави) извести за опасностите од молњи и врнежи. Службеникот го вознемири истражувачот Сем Ди Вита, барајќи од него да најде замена за зелениот бакар. Одговорот содржеше предлог да се пробаат стакло, влакна и светлосни сигнали. Меѓутоа, тогашните инженери на чичко Сем биле немоќни да го решат проблемот.

Во жешкиот септември 1959 година, Ди Вита го прашал поручникот Ричард Стурзебехер од втор ранг дали ја знае формулата за стакло способно да пренесува оптички сигнал. Одговорот содржеше информации за силициум оксид, примерок на Универзитетот Алфред. Мерењето на индексот на прекршување на материјалите со микроскоп му предизвикало главоболка на Ричард. 60-70% стаклен прав дозволуваше зрачната светлина да помине слободно, иритирајќи ги очите. Имајќи ја на ум потребата за најчисто стакло, Штурзебехер ги проучувал современите техники на производство користејќи силициум хлорид IV. Ди Вита го најде материјалот погоден, решавајќи да ја остави владата на преговори со дувачите на стакло во Корнинг.

Службеникот добро ги познавал работниците, но решил да ја објави работата за фабриката да добие владин договор. Помеѓу 1961 и 1962 година, идејата за користење на чист силициум оксид беше пренесена во истражувачки лаборатории. Федералните средства изнесуваа околу 1 милион американски долари (помеѓу 1963 и 1970 година). Програмата заврши (1985) со развој на индустрија од повеќе милијарди долари за производство на кабли со оптички влакна, која почна брзо да ги заменува бакарните кабли. Ди Вита остана да работи, да се консултира за индустрија, да живее до 97 години (година на смртта - 2010 година).

Видови кабли

Кабелот е формиран:

1. Јадро.
2. Школка.
3. Заштитна обвивка.

Влакното го реализира целосниот одраз на сигналот. Материјалот на првите две компоненти е традиционално стакло. Понекогаш наоѓаат евтина замена - полимер. Оптичките кабли се комбинираат со фузија. Порамнувањето на јадрото ќе бара вештина. Мултимодни кабли со дебелина од над 50 микрони се полесни за лемење. Двете глобални сорти се разликуваат по бројот на режими:

• Мултимодот е опремен со дебело јадро (над 50 микрони).
• Единечниот режим е многу потенок (помалку од 10 микрони).

Парадокс: помал кабел обезбедува комуникација на долги растојанија. Цената на трансатлантско возило со четири јадра е 300 милиони долари. Јадрото е обложено со полимер отпорен на светлина. Списанието New Scientist (2013) ги објави експериментите на научна група од Универзитетот во Саутемптон, кои покриваа опсег од 310 метри... со брановоден! Пасивниот диелектричен елемент покажа брзина од 77,3 Tbit/s. Ѕидовите на шупливата цевка се формирани од фотонски кристал. Протокот на информации се движеше со брзина од 99,7% од светлината.

Фотонски кристално влакно

Нов тип на кабел е формиран од збир на цевки, конфигурацијата наликува на заоблено саќе. Фотонските кристали личат на природна мајка на бисер, формирајќи периодични конформации кои се разликуваат во индексот на рефракција. Некои бранови должини се атенуирани внатре во таквите цевки. Кабелот ја покажува проодната лента, зракот што е подложен на прекршување на Брег се рефлектира. Поради присуството на забранети зони, кохерентниот сигнал се движи по светлосниот водич.

Вовед

Денес, комуникацијата игра важна улога во нашиот свет. И ако порано се користеа бакарни кабли и жици за пренос на информации, сега дојде време за оптички технологии и оптички кабли. Сега, кога телефонираме на другата страна на светот (на пример, од Русија до Америка) или преземаме омилена мелодија од Интернет што е на веб-страница некаде во Австралија, не ни размислуваме како се снаоѓаме да го направите ова. И ова се случува благодарение на употребата на кабли со оптички влакна. За да ги поврзете луѓето, да ги приближите еден до друг или до посакуваниот извор на информации, треба да се поврзат континентите. Во моментов, размената на информации меѓу континентите се врши главно преку подводни оптички кабли. Во моментов, каблите со оптички влакна се поставени долж дното на Тихиот и Атлантскиот океан и речиси целиот свет е „заплеткан“ во мрежа од системи за комуникација со влакна (Laser Mag.-1993.-бр. 3; Laser Focus World.- 1992.-28, бр. 12; Телеком маг.-1993.-бр. 25; AEU: J. Asia Electron. Union.-1992.-Бр. 5). Европските земји се поврзани преку Атлантикот со фибер линии со Америка. САД, преку Хавајските острови и островот Гуам - со Јапонија, Нов Зеланд и Австралија. Комуникациска линија со оптички влакна ги поврзува Јапонија и Кореја со рускиот Далечен Исток. На запад, Русија е поврзана со европските земји Санкт Петербург - Кингсеп - Данска и Санкт Петербург - Виборг - Финска, на југ - со азиските земји Новоросијск - Турција. Во исто време, главната движечка сила зад развојот на комуникациските линии со оптички влакна е Интернетот.

Мрежите со оптички влакна се секако една од најперспективните области во областа на комуникациите. Капацитетот на оптичките канали е поредок на големина поголем од оној на информативните линии базирани на бакарен кабел.

Оптичкото влакно се смета за најсовршениот медиум за пренос на големи текови на информации на долги растојанија. Изработен е од кварц, кој се базира на силициум диоксид - широко распространет и ефтин материјал, за разлика од бакарот. Оптичкото влакно е многу компактно и лесно, со дијаметар од само околу 100 микрони.

Покрај тоа, оптичкото влакно е имуни на електромагнетните полиња, што елиминира некои од типичните проблеми на бакарните комуникациски системи. Оптичките мрежи се способни да пренесуваат сигнали на долги растојанија со помала загуба. И покрај фактот дека оваа технологија е сè уште скапа, цените на оптичките компоненти постојано паѓаат, додека можностите на бакарните линии се приближуваат до нивните гранични вредности и бараат се повеќе и повеќе трошоци за понатамошен развој на оваа област.

Ми се чини дека темата за комуникациски линии со оптички влакна е моментално релевантна, ветувачка и интересна за разгледување. Затоа го избирам за мојата работа на курсот и верувам дека FOCL е иднината.

1. Историја на создавањето

Иако оптичките влакна се широко користено и популарно средство за комуникација, самата технологија е едноставна и развиена одамна. Експериментот со промена на насоката на светлосниот сноп со прекршување беше демонстриран од Даниел Коладон и Жак Бабинет уште во 1840 година. Практичната примена на технологијата беше пронајдена дури во дваесеттиот век.

Во 1920-тите, експериментаторите Кларенс Хаснел и Џон Берд ја демонстрираа можноста за пренос на слики преку оптички цевки.

Пронајдокот на оптички влакна во 1970 година од страна на специјалисти од Корнинг се смета за пресвртница во историјата на развојот на технологиите за оптички влакна. Програмерите успеаја да создадат проводник кој е способен да одржува најмалку еден процент од моќноста на оптичкиот сигнал на растојание од еден километар. Според денешните стандарди, ова е прилично скромно достигнување, но тогаш, пред речиси 40 години, тоа беше неопходен услов за да се развие нов тип на жична комуникација.

E Првите големи експерименти поврзани со појавата на стандардот FDDI. Овие мрежи од првата генерација се во функција и денес.

E Масовно користење на оптички влакна поврзано со производство на поевтини компоненти. Стапката на раст на мрежите со оптички влакна е експлозивна.

E Зголемување на брзината на пренос на информации, појава на бранови мултиплекс технологии (WDM, DWDM) / Нови видови влакна.

2. Оптичките комуникациски линии како концепт

1 Оптичко влакно и неговите типови

Фибер-оптичка комуникациска линија (FOCL) е тип на преносен систем во кој информациите се пренесуваат долж оптичките диелектрични брановоди, познати како оптички влакна. Па што е тоа?

Оптичко влакно е екстремно тенок стаклен цилиндар, наречен јадро, покриен со слој од стакло (слика 1), наречен обвивка, со различен индекс на прекршување од јадрото. Влакното се карактеризира со дијаметри на овие региони - на пример, 50/125 значи влакно со дијаметар на јадрото од 50 микрони и дијаметар на надворешната обвивка од 125 микрони.

Сл.1 Структура на оптички влакна

Светлината се шири по јадрото на влакната со последователни вкупни внатрешни рефлексии на интерфејсот помеѓу јадрото и облогата; неговото однесување на многу начини е слично на она што би било кога би паднало во цевка чии ѕидови биле покриени со огледален слој. Меѓутоа, за разлика од конвенционалното огледало, чиј одраз е прилично неефикасен, вкупниот внатрешен одраз е во суштина блиску до идеалниот - ова е нивната фундаментална разлика, дозволувајќи ѝ на светлината да патува долги растојанија долж влакната со минимална загуба.

Влакното направено на овој начин ((сл. 2) а)) се нарекува скалесто индексно влакно и мултимодно влакно бидејќи постојат многу можни патеки, или начини за ширење на зрак светлина.

Оваа мноштво на режими резултира со пулсна дисперзија (проширување), бидејќи секој режим поминува по различна патека низ влакното, и затоа различните режими имаат различни доцнења на преносот додека патуваат од едниот крај на влакното до другиот. Резултатот од овој феномен е ограничување на максималната фреквенција што може ефективно да се пренесе за дадена должина на влакното - зголемувањето на фреквенцијата или на должината на влакното надвор од границите во суштина предизвикува последователни импулси да се спојат заедно, што го прави невозможно да се разликуваат. За типично мултимодно влакно, оваа граница е приближно 15 MHz km, што значи дека видео сигнал со пропусен опсег од, на пример, 5 MHz може да се пренесе на максимално растојание од 3 km (5 MHz x 3 km = 15 MHz km) . Обидот за пренос на сигнал на поголемо растојание ќе резултира со прогресивно губење на високите фреквенции.

Сл.2 Видови оптички влакна

За многу апликации оваа бројка е неприфатливо висока, а во тек беше потрага по дизајн на влакна со поширок пропусен опсег. Еден начин е да се намали дијаметарот на влакното на многу мали вредности (8-9 μm), така што ќе стане возможен само еден режим. Едномодните влакна, како што се нарекуваат ((сл. 2) б)) се многу ефикасни во намалувањето на дисперзијата, а добиениот пропусен опсег - многу GHz km - ги прави идеални за јавни телефонски и телеграфски мрежи (PTT) и кабелски телевизиски мрежи . За жал, влакната со толку мал дијаметар бараат употреба на моќен, прецизно усогласен, а со тоа и релативно скап емитер на ласерски диоди, што ја намалува нивната привлечност за многу апликации кои вклучуваат кратка должина на дизајнираната линија.

Идеално, ви треба влакно со пропусен опсег од ист ред на големина како едномодни влакно, но со дијаметар сличен на мултимодни, така што има можна употребаевтини LED предаватели. До одреден степен, овие барања се исполнети со мултимодни влакна со градиентна промена на индексот на рефракција ((сл. 2) в)). Наликува на мултимодното влакно со чекор-индекс што беше дискутирано погоре, но индексот на рефракција на неговото јадро не е униформен - тој непречено варира од максималната вредност во центарот до пониските вредности на периферијата. Ова води до две последици. Прво, светлината патува по малку закривена патека, и второ, и уште поважно, разликите во доцнењето на ширењето помеѓу различните режими се минимални. Тоа е затоа што високите режими, кои влегуваат во влакното под поголем агол и патуваат на подолго растојание, всушност почнуваат да се шират со поголема брзина додека се оддалечуваат од центарот во регионот каде што се намалува индексот на рефракција и генерално патуваат побрзо, отколку пониско. - режими на редослед што остануваат во близина на оската во влакното, во регионот на висок индекс на рефракција. Зголемувањето на брзината само компензира за поголемото поминато растојание.

Мултимодни оценети индексни влакна не се идеални, но сепак покажуваат многу добар пропусен опсег. Затоа, во повеќето линии со кратка и средна должина, се претпочита изборот на овој тип на влакна. Во пракса, ова значи дека пропусниот опсег е само ретко параметар што треба да се земе предвид.

Сепак, ова не е случај за слабеење. Оптичкиот сигнал слабее во сите влакна, со брзина во зависност од брановата должина на изворот на светлина на предавателот (сл. 3). Како што споменавме порано, постојат три бранови должини на кои слабеењето на оптичките влакна е типично минимално - 850, 1310 и 1550 nm. Овие се познати како прозорци за транспарентност. За мултимодни системи, прозорецот од 850 nm е првиот и најчесто користен (најниска цена). На оваа бранова должина, квалитетно оценето мултимодно влакно покажува слабеење од околу 3 dB/km, што овозможува спроведување на ТВ комуникации со затворено коло на растојанија поголеми од 3 km.

Сл.3 Зависност на слабеењето од брановата должина

На бранова должина од 1310 nm, истото влакно покажува уште помало слабеење од 0,7 dB/km, со што се овозможува пропорционално зголемување на опсегот на комуникација на приближно 12 km. 1310 nm е исто така првиот оперативен прозорец за едномодни оптички оптички системи, со слабеење од околу 0,5 dB/km, што, во комбинација со предаватели со ласерски диоди, овозможува комуникациски линии со должина над 50 km. Вториот прозорец за транспарентност - 1550 nm - се користи за создавање уште подолги комуникациски линии (слабеење на влакна помало од 0,2 dB/km).

2 Класификација на FOC

Кабелот со оптички влакна постои долго време, дури и ги поддржува раните стандарди за етернет за проток од 10 Mbps. Првиот од нив беше наречен FOIRL (Fiber-Optic Inter-Repeater Link), а следниот беше наречен 10BaseF.

Денес во светот постојат неколку десетици компании кои произведуваат оптички кабли за различни намени. Најпознати од нив: AT&T, General Cable Company (САД); Siecor (Германија); BICC кабел (Велика Британија); Les cables de Lion (Франција); Nokia (Финска); НТТ, Сумитомо (Јапонија), Пирели (Италија).

Определувачки параметри во производството на кабли со оптички влакна се работните услови и капацитетот на комуникациската линија. Според работните услови, каблите се поделени во две главни групи (сл. 4)

Внатрешните се наменети за инсталација во згради и конструкции. Тие се компактни, лесни и, по правило, имаат кратка вкупна должина.

Багажникот водови се дизајнирани за поставување на кабелски комуникации во бунари, во земја, на потпори покрај далноводи и под вода. Овие кабли се заштитени од надворешни влијанија и имаат должина на градба поголема од два километри.

За да се обезбеди голема пропусност на комуникациските линии, се произведуваат оптички кабли кои содржат мал број (до 8) едномодни влакна со ниско слабеење, а каблите за дистрибутивни мрежи може да содржат до 144 влакна, и едномодни и мултимодни, во зависност на растојанијата помеѓу мрежните сегменти.

Сл.4 Класификација на FOC

3 Предности и недостатоци на пренос на сигнал со оптички влакна

3.1 Предности на комуникациските линии со оптички влакна

За многу апликации, оптичките влакна се претпочитаат поради голем број на предности.

Ниска загуба на пренос. Каблите со оптички влакна со мала загуба ви овозможуваат да пренесувате сигнали за слика на долги растојанија без употреба на рутирачки засилувачи или повторувачи. Ова е особено корисно за шеми за пренос на долги растојанија - на пример, системи за надзор на автопат или железница, каде што делниците од 20 km без повторувачи не се невообичаени.

Широкопојасен пренос на сигнал. Широкиот опсег на пренос на оптичките влакна овозможува висококвалитетни видео, аудио и дигитални податоци да се пренесуваат истовремено преку еден кабел со оптички влакна.

Имунитет на мешање и мешање. Целосната нечувствителност на кабелот со оптички влакна на надворешниот електричен шум и пречки обезбедува стабилна работа на системите дури и во случаи кога инсталатерите не обрнале доволно внимание на локацијата на блиските електрични мрежи итн.

Електрична изолација. Отсуството на електрична спроводливост за кабелот со оптички влакна значи дека се елиминираат проблемите поврзани со промените во потенцијалот на земјата, како што се оние што се наоѓаат во електрани или железници. Оваа иста особина го елиминира ризикот од оштетување на опремата предизвикана од струјни бранови од гром, итн.

Лесни и компактни кабли. Екстремно малата големина на оптичките влакна и оптичките кабли ви овозможува да вдишете нов живот во преполните кабелски канали. На пример, еден коаксијален кабел зафаќа ист простор како и 24 оптички кабли, од кои секој може да носи 64 видео канали и 128 аудио или видео сигнали истовремено.

Безвременска линија на комуникација. Со едноставно замена на терминалната опрема наместо самите кабли, мрежите со оптички влакна може да се надградат за да носат повеќе информации. Од друга страна, дел или дури и целата мрежа може да се користи за сосема друга задача, на пример, комбинирање на локална мрежа и телевизиски систем со затворено коло во еден кабел.

Експлозија и безбедност од пожари. Поради отсуството на искри, оптичкото влакно ја зголемува безбедноста на мрежата во хемиските и нафтените рафинерии, при сервисирање на високоризични технолошки процеси.

Ефективност на комуникациските линии со оптички влакна. Влакното е направено од кварц, кој се базира на силициум диоксид, широко распространет и затоа ефтин материјал, за разлика од бакарот.

Долг работен век. Со текот на времето, влакната доживуваат деградација. Ова значи дека слабеењето во инсталираниот кабел постепено се зголемува. Сепак, благодарение на совршенството на современите технологии за производство на оптички влакна, овој процес е значително забавен, а работниот век на FOC е приближно 25 години. За тоа време, може да се променат неколку генерации/стандарди на системи за примопредаватели.

3.2 Недостатоци на линиите со оптички влакна

Висока сложеност на инсталацијата. Високо квалификуван персонал и специјални алатки. Затоа, најчесто, оптичкиот кабел се продава во форма на претходно исечени парчиња со различни должини, на двата краја од кои веќе се инсталирани потребниот тип на конектори. Употребата на кабел со оптички влакна бара специјални оптички приемници и предаватели кои ги претвораат светлосните сигнали во електрични сигнали и обратно.

Кабелот со оптички влакна е помалку издржлив и флексибилен од електричниот кабел. Типичниот дозволен радиус на свиткување е околу 10 - 20 cm, со помали радиуси на свиткување централното влакно може да се скрши.

Кабелот со оптички влакна е чувствителен на јонизирачко зрачење, што ја намалува транспарентноста на стаклените влакна, односно го зголемува слабеењето на сигналот.

3. Електронски компоненти на линии со оптички влакна. Принцип на пренос на информации

Во најопштата форма, принципот на пренос на информации во комуникациските системи со оптички влакна може да се објасни со користење (сл. 5).

Сл.5 Принцип на пренос на информации во комуникациски системи со оптички влакна

1 Предаватели за оптички влакна

Најважната компонента на предавателот со оптички влакна е изворот на светлина (обично полупроводнички ласер или LED (Слика 6)). И двете имаат иста цел - генерирање на микроскопски светлосен зрак што може да се вбризгува во влакното со висока ефикасност и да се модулира (променет во интензитет) на висока фреквенција. Ласерите обезбедуваат поголем интензитет на зрак од LED диодите и овозможуваат повисоки стапки на модулација; затоа тие често се користат за широкопојасни линии на долги растојанија, како што се телекомуникациите или кабелската телевизија. Од друга страна, LED диодите се поевтини и поиздржливи уреди, а исто така се доста погодни за повеќето мали или средни системи.

Сл.6 Методи за воведување оптичко зрачење во оптичко влакно

Покрај неговата функционална намена (т.е. каков сигнал треба да пренесе), предавателот со оптички влакна се карактеризира со уште два важни параметри, дефинирајќи ги неговите својства. Една од нив е неговата оптичка излезна моќност (интензитет). Втората е брановата должина (или бојата) на емитирана светлина. Обично ова е 850, 1310 или 1550 nm, вредности избрани од условот за совпаѓање на т.н. „прозорци за транспарентност“ во преносните карактеристики на материјалот со оптички влакна.

3.2 Приемници за оптички влакна

Приемниците со оптички влакна ја извршуваат виталната задача да детектираат екстремно слабо оптичко зрачење кое се емитува од крајот на влакното и да го засили добиениот електричен сигнал до потребното ниво со минимално изобличување и шум. Минималното ниво на зрачење што го бара приемникот за да обезбеди прифатлив квалитет на излезниот сигнал се нарекува чувствителност; Разликата помеѓу чувствителноста на приемникот и излезната моќност на предавателот ја одредува максималната дозволена загуба на системот во dB. За повеќето системи за надзор на ТВ со затворено коло со LED предавател, типичната бројка е 10-15 dB. Идеално, приемникот треба да работи нормално кога влезниот сигнал многу варира, бидејќи обично е невозможно однапред да се предвиди точно колкав ќе биде степенот на слабеење во комуникациската линија (т.е. должина на линијата, број на спојки итн.). Многу едноставни дизајни на приемници користат рачни прилагодувања за засилување за време на инсталацијата на системот за да го постигнат посакуваното ниво на излез. Ова е непожелно бидејќи промените во слабеењето на линијата се неизбежни поради стареење или температурни промени итн., што налага потреба од периодично прилагодување на засилувањето. Сите приемници со оптички влакна користат автоматска контрола на засилување, која го следи просечното ниво на влезниот оптички сигнал и соодветно го менува засилувањето на приемникот. Не е потребно рачно прилагодување ниту за време на инсталацијата ниту за време на работата.

кабел за комуникација со оптички влакна

4. Области на примена на фибер-оптички комуникациски линии

Фибер-оптичките комуникациски линии (FOCL) ви овозможуваат да пренесувате аналогни и дигитални сигнали на долги растојанија. Тие исто така се користат на помали, податливи растојанија, како што се внатре во зградите. Расте бројот на корисници на Интернет - и забрзано градиме нови центри за обработка на податоци (DPC), за чие меѓусебно поврзување се користи оптичко влакно. Навистина, при пренос на сигнали со брзина од 10 Gbit/s, трошоците се слични на „бакарните“ линии, но оптиката троши значително помалку енергија. Долги години, застапниците на влакна и бакар се борат меѓусебно за приоритет во корпоративните мрежи. Трошење време!

Навистина, бројот на апликации за оптика се зголемува, главно поради горенаведените предности во однос на бакарот. Опремата со оптички влакна е широко користена во медицинските установи, на пример, за префрлување локални видео сигнали во операционите сали. Оптичките сигнали немаат никаква врска со електричната енергија, што е идеално за безбедноста на пациентот.

Технологиите за оптички влакна исто така се претпочитаат од војската, бидејќи пренесените податоци е тешко, па дури и невозможно да се прочитаат однадвор. Линиите со оптички влакна обезбедуваат висок степен на заштита на доверливите информации и овозможуваат пренос на некомпресирани податоци како што се графика со висока резолуција и видео со точност на пиксели. Оптиката навлезе во сите клучни области - системи за надзор, контролни простории и центри за ситуации во области со екстремни работни услови.

Намалувањето на цената на опремата овозможи да се користат оптички технологии во традиционално бакарни области - кај големите индустриски претпријатија за организирање на автоматизирани системи за контрола на процеси (APCS), во енергетскиот сектор, во системи за безбедност и видео надзор. Способноста да се пренесе голем проток на информации на долги растојанија ја прави оптиката идеално прилагодена и барана во речиси сите области на индустријата, каде должината на кабелските линии може да достигне неколку километри. Ако за кабел со изопачен пар растојанието е ограничено на 450 метри, тогаш за оптика 30 км не е граница.

Како пример за користење на линии за комуникација со оптички влакна, би сакал да дадам опис на безбедносен систем за видео надзор во затворена јамка во типична електрана. Оваа тема стана особено актуелна и барана неодамна, откако Владата на Руската Федерација усвои резолуција за борба против тероризмот и список на витално важни објекти што треба да се заштитат.

5. Системи за надзор на ТВ со оптички влакна

Процесот на развој на системот обично вклучува две компоненти:

Избор на соодветни компоненти за активна преносна патека врз основа на потребната функција (или функции), типот и бројот на достапни или понудени влакна и максималниот опсег на пренос.

Дизајни на пасивна инфраструктура со оптички влакна, вклучувајќи типови и спецификации на кабли за 'рбетниот столб, разводни кутии, лепенки со влакна.

1 Компоненти на патеката за пренос на видео надзор

Пред сè - кои компоненти се всушност потребни за да се исполнат спецификациите на системот?

Системи со фиксна камера - Овие системи се исклучително едноставни и обично се состојат од минијатурен предавател со оптички влакна и или модуларен или монтиран ресивер. Предавателот е често доволно мал за да се монтира директно во телото на фотоапаратот и е опремен со коаксијален бајонет конектор, оптички „ST“ конектор и терминали за поврзување на нисконапонско напојување (обично 12 VDC или AC). Системот за надзор на типична електрана се состои од неколку десетици од овие камери, сигналите од кои се пренесуваат до централната контролна станица, а во овој случај ресиверите се поставени на решетка на стандардна 19-инчна 3U картичка со заедничка моќност. снабдување.

Системи базирани на контролирани камери со PTZ уреди - таквите системи се посложени, бидејќи е потребен дополнителен канал за пренос на контролни сигнали на камерата. Општо земено, постојат два вида системи за далечинско управување за такви камери - оние кои бараат еднонасочен пренос на сигнали за далечинско управување (од централната станица до камерите) и оние кои бараат двонасочен пренос. Двонасочните системи за пренос стануваат сè попопуларни бидејќи овозможуваат секоја камера да го потврди приемот на секој контролен сигнал и затоа обезбедуваат поголема точност и доверливост на контролата. Во секоја од овие групи има широк опсег на барања за интерфејс, вклучувајќи RS232, RS422 и RS485. Другите системи не користат дигитален интерфејс туку пренесуваат податоци како низа звучни сигналипреку аналоген канал, слично на двофреквентните тонски сигнали за бирање во телефонијата.

Сл.6 Пренос на сигнали за далечинско управување за ротационен уред преку едно влакно

Сите овие системи можат да работат и со оптички кабли со користење на соодветна опрема. Во нормални околности, симултаниот пренос на оптички сигнали во спротивни насоки на истото влакно е непожелен, бидејќи ќе се појави вкрстена рефлексија поради расеан одраз во влакното. Во телевизиските системи со затворено коло, овој ефект создава шум на сликата секогаш кога се вклучени контролите на камерата.

За да се постигне двонасочен пренос преку едно влакно без да се предизвикува меѓусебно пречки, неопходно е предавателите на различни краеви на влакното да работат на различни бранови должини, на пример, 850 nm и 1300 nm, соодветно (сл. 6). На секој крај на влакното е поврзан спојувач со поделба на бранова должина (WDM), кој осигурува дека секој приемник ја прима само потребната бранова должина на светлина (на пример, 850 nm) од предавателот на спротивниот крај на влакното. Несаканите рефлексии од блискиот предавател се наоѓаат во „погрешен“ опсег (т.е. 1300 nm) и соодветно се отсечени.

Дополнителни способности - иако изборот на фиксна камера или камера на PTZ уред ги задоволува барањата на повеќето системи за телевизиски надзор со затворено коло, постојат голем број системи кои бараат дополнителни способности, на пример, пренос на аудио информации - за општо известување, помошни пораки до потрошувачот или домофон комуникација со далечински пост. Од друга страна, дел од интегрираниот безбедносен систем може да вклучува контакти со сензори кои се активираат во случај на пожар или појава на странци. Сите овие сигнали може да се пренесат преку оптичко влакно - или истиот што го користи мрежата или друг.

2 Мултиплексирање видеосигнали

До 64 видео и до 128 аудио или дигитални податочни сигнали може да се мултиплексираат на едно влакно со еден режим или малку помал број на мултимодни. Во овој контекст, мултиплексирањето се однесува на симултан пренос на видео сигнали на цел екран во реално време, наместо приказ со мала рамка или поделен екран на кој поимот почесто се нарекува.

Способноста за пренос на повеќе сигнали и дополнителни информации преку повеќе оптички влакна е многу вредна, особено за системи за надзор на ТВ со затворено коло на долги растојанија, како што се автопати или железници, каде што минимизирањето на бројот на кабли со оптички влакна често е од витално значење. За други апликации, со пократки растојанија и широко дисперзирани камери, придобивките не се толку јасни, и тука прво треба да се земе предвид употребата на посебна врска со влакна за секој видео сигнал. Изборот дали да се мултиплексира или не е доста сложен и треба да се направи само откако ќе се разгледаат сите аспекти, вклучувајќи ја топологијата на системот, севкупните трошоци и, последно, но не и најмалку важно, толеранцијата на мрежни грешки.

3 Кабелска мрежна инфраструктура

Откако ќе се утврдат барањата за преносната патека, се развива мрежната инфраструктура со оптички кабли, која ги вклучува не само самите кабли, туку и сите помошни компоненти - разводни кутии, панели за продолжување на кабелот, бајпас кабли.

Првата задача е да се потврди точноста на изборот на бројот и видот на оптичките влакна утврдени во фазата на избор на компоненти на патеката. Ако системот не е многу долг (т.е. не подолг од околу 10 km) и не вклучува мултиплексен пренос на видео сигнали, тогаш, најверојатно, оптималниот избор ќе биде 50/125 μm или 62,5/125 μm оценето индексно влакно. Традиционално, влакната од 50/125 µm се избираат за ТВ системи со затворено коло, а 62,5/125 µm за локални мрежи. Во секој случај, секоја од нив е погодна за секоја од овие задачи и генерално, во повеќето земји, за двете намени се користат влакна од 62,5/125 микрони.

Бројот на потребните влакна може да се одреди врз основа на бројот и релативната локација на коморите и дали се користи еднонасочно или двонасочно. далечински управувачили мултиплексирање. Бидејќи цевките. Каблите наменети за вградување во надворешни канали обично се водоотпорни или со алуминиумска лента (суви шупливи цевки) или со водоотпорно полнење (кабли исполнети со гел). Кабел за заштита од пожар.

Многу телевизиски системи со краток спој имаат конфигурација на ѕвезда, каде што еден дел од кабелот е поставен од секоја камера до контролната станица. За такви системи, оптималниот дизајн на кабелот ќе содржи две влакна - соодветно за пренос на видео сигнали и далечински управувач. Оваа конфигурација обезбедува 100% капацитет на кабелот бидејќи, доколку е потребно, и видео и сигналите за далечинско управување може да се пренесат преку исто влакно. Пообемните мрежи може да имаат корист од користењето на „топологијата на превртена гранка и дрво“ (сл. 7). Во такви мрежи, кабел со оптички влакна со две јадра води од секоја камера до локален „хаб“ каде што тие се поврзани во еден повеќежилен кабел. Самиот концентратор не е многу покомплициран од конвенционалната разводна кутија за сите временски услови и често може да се комбинира со куќиштето на опремата на една од камерите.

Зголемувањето на трошоците при додавање на линии со оптички влакна на постоечки кабел е занемарливо, особено во споредба со трошоците за придружните јавни работи, треба сериозно да се разгледа можноста за инсталирање на кабли со дополнителен капацитет.

Каблите со оптички влакна со ровови може да содржат арматура од челична жица. Идеално, сите кабли треба да бидат изработени од материјали кои го задржуваат пламенот со ниска емисија на чад за да ги задоволат локалните правила, наменети за инсталација во надворешни кабелски канали или директно во ровови, обично со дизајн на шуплива цевка што содржи од 2 до 24 влакна во еден или повеќе

Сл.7 Топологија на дрво на мрежа со оптички влакна

На контролната станица, влезниот кабел со оптички влакна обично доаѓа во интерфејс единица монтирана во багажник од 19 инчи, при што секое влакно има свој индивидуален „ST“ конектор. За финално поврзување со ресиверот, кратки, адаптерски кабли со висока цврстина со се користат спојки „ST“- конектори. конектори на секој крај. Не е потребна посебна вештина за извршување на сите инсталациони работи, освен разумно разбирање на потребата од внимателно ракување со оптичкото влакно (на пример, не виткајте го влакното со радиус помал од 10 дијаметри на влакна) и барањата за општа хигиена (т.е. чистота).

4
Буџет за оптичка загуба

Можеби изгледа чудно што пресметките на буџетот за оптички загуби се случуваат толку доцна во процесот на дизајнирање, но всушност, какви било точни пресметки се можни само откако инфраструктурата на кабелската мрежа е целосно дефинирана. Целта на пресметката е да се утврдат загубите за патеката на сигналот во најлош случај (обично најдолгата) и да се осигура дека опремата избрана за патеката за пренос се вклопува во добиените граници со разумна маржа.

Пресметката е прилично едноставна и се состои од вообичаено збир на загубите во децибели на сите компоненти на патеката, вклучувајќи го слабеењето во кабелот (dB/km x должина во km) плус и конектори и загуби кај спојниците. Најголемата тешкотија е едноставно извлекување на потребните бројки за загуби од документацијата на производителот.

Во зависност од добиениот резултат, може да биде потребно повторно да се процени опремата избрана за патеката за пренос за да се обезбедат прифатливи загуби. На пример, може да биде потребно да нарачате опрема со подобрени оптички параметри, а ако тоа не е достапно, треба да размислите за префрлување на прозорец за транспарентност со подолга бранова должина, каде што загубите се помали.

5 Тестирање и пуштање во работа на системот

Повеќето инсталатери на мрежи со оптички влакна обезбедуваат резултати од оптички тестови за мрежата со оптички влакна што се пушта во употреба. Во најмала рака, тие треба да вклучуваат мерења на оптичка моќност од крај до крај за секоја врска со влакна - ова е еквивалентно на тест за интегритет за конвенционална бакарна мрежа со електрични мултиплексери. Овие резултати се претставени како вредности на загуби на линија во dB и може директно да се споредат со спецификациите за опремата избрана за патеката на пренос. Генерално се смета за нормално да се има минимална маргина на загуби (ветените параметри на опремата минус измерената вредност) од 3 dB за неизбежните процеси на стареење што се случуваат во линиите со оптички влакна, особено во предавателите.

Заклучок

Експертите често имаат мислење дека решенијата за оптички влакна се многу поскапи од бакарните. Во последниот дел од мојата работа, би сакал да го сумира она што беше кажано претходно и да се обидам да дознаам дали тоа е вистина или не, споредувајќи ги оптичките решенија на компанијата 3M Volution со стандарден заштитен систем од 6-та категорија, кој има најблиски својства до мултимодна оптика

Проценетиот трошок за типичен систем ја вклучуваше цената на портата за лепенка со 24 порти (по претплатник), претплатнички и лепенки, претплатнички модул, како и трошоците за хоризонтален кабел на 100 метри (види Табела 1).

Табела 1 Пресметка на цената на претплатничката порта SCS за бакар и оптика од категорија 6

Оваа едноставна пресметка покажа дека цената на растворот со оптички влакна е само 35% повеќе од растворот со изопачени парови од 6-та категорија, така што гласините за огромната цена на оптика се донекаде претерани. Покрај тоа, цената на главните оптички компоненти денес е споредлива, па дури и пониска отколку за заштитените системи од 6-та категорија, но, за жал, готовиот оптичко крпење и претплатничките кабли сè уште се неколку пати поскапи од нивните бакарни колеги. Меѓутоа, ако поради некоја причина должината на претплатничките канали во хоризонталниот потсистем надминува 100 m, едноставно нема алтернатива за оптика.

Во исто време, ниската вредност на слабеењето на оптичкото влакно и неговата отпорност на различни електромагнетни пречки го прави идеално решение за денешните и идните кабелски системи.

Структурните кабли системи, кои користат оптички влакна и за багажникот и за хоризонталното кабли, им обезбедуваат на потрошувачите голем број значајни придобивки: пофлексибилен дизајн, помало отпечаток на зградата, поголема безбедност и подобра управливост.

Употребата на оптички влакна на работните места ќе овозможи во иднина да се префрлат на нови мрежни протоколи, како што се Gigabit и 10 Gigabit Ethernet, со минимални трошоци. Ова е можно благодарение на голем број неодамнешни достигнувања во технологиите за оптички влакна: мултимодни влакна со подобрени оптички перформанси и пропусен опсег; оптички конектори со мал формат за кои е потребен помал отпечаток и трошоци за инсталација; Ласерските диоди со рамна вертикална празнина овозможуваат пренос на податоци на долги растојанија по ниска цена.

Широкиот асортиман на решенија за изградба на системи за оптички кабли обезбедува непречена, исплатлива транзиција од бакарни кон целосно оптички структурирани кабли системи.

Список на користена литература

1. Гук М. Хардвер на локални мрежи/М. Гук - Санкт Петербург: издавачка куќа Петар, 2000.-572 стр.

Решенија за телекомуникациски оператори и телекомуникации

Енергија. Електротехника. Поврзување.

Оптички кабли

Родина О.В. Фибер-оптички комуникациски линии/O.V. Родина - М.: Жешка линија, 2009.-400c.