Етапи на развитие на жичните комуникационни системи. Страници от историята: Появата и развитието на комуникациите на дълги разстояния в Русия

Историята на развитието на комуникационните линии в Русия Първата въздушна линия на дълги разстояния е построена между Санкт Петербург и Варшава през 1854 г. През 1870 г. е пусната въздушна комуникационна линия от Санкт Петербург до Владивосток L = 10 хиляди км операция. През 1939 г. е пусната в експлоатация високочестотна комуникационна линия от Москва до Хабаровск L = 8300 хиляди км. През 1851 г. е положен телеграфен кабел от Москва до Санкт Петербург, изолиран с гутаперчева лента. През 1852 г. през Северна Двина е прекаран първият подводен кабел, през 1866 г. е пусната в експлоатация кабелна трансатлантическа телеграфна линия между Франция и САЩ.

Историята на развитието на комуникационните линии в Русия През годините в Русия са изградени първите въздушни градски телефонни мрежи (общо кабелът включва до 54 проводника с въздушно-хартиена изолация) През 1901 г. започва изграждането на подземна градска телефонна мрежа в Русия намотка за изкуствено увеличаване на индуктивността. От 1917 г. на линията е разработен и тестван телефонен усилвател на базата на вакуумни тръби, през 1923 г. е извършена телефонна комуникация с усилватели по линията Харков-Москва-Петроград. От началото на 30-те години на миналия век започнаха да се развиват многоканални системи за предаване, базирани на коаксиални кабели.

Историята на развитието на комуникационните линии в Русия През 1936 г. е пуснат в експлоатация първият коаксиален HF телефонна линияза 240 канала. През 1956 г. е построен подводен коаксиален телефонен и телеграфен канал между Европа и Америка. През 1965 г. първите експериментални вълноводни линии и криогенни кабелни линиис много малко затихване. До началото на 80-те години оптичните комуникационни системи са разработени и тествани в реални условия.

Видове комуникационни линии (LS) и техните свойства Има два основни вида LS: - линии в атмосферата (RL радиовръзки) - направляващи предавателни линии (комуникационни линии). типични дължини на вълните и радиочестоти Изключително дълги вълни (VLF) Дълги вълни (LW) Средни вълни (MW) Къси вълни (HF) Ултракъси вълни (VHF) Дециметрови вълни (DCM) Сантиметрови вълни (CM) Милиметрови вълни (MM) Оптичен обхват km ( kHz) km (kHz) 1.0... 0.1 km (0. MHz) m (MHz) m (MHz) .1 m (0. GHz) cm (GHz) mm (GHz) .1 µm

Основните недостатъци на RL (радиокомуникациите) са: -зависимост на качеството на комуникацията от състоянието на предавателната среда и външните електромагнитни полета; -ниска скорост; недостатъчно висока електромагнитна съвместимост в диапазона на метровите вълни и по-горе; - сложността на предавателното и приемното оборудване; - теснолентови предавателни системи, особено при дълги дължини на вълните и по-високи.

За да се намалят недостатъците на радара, повече високи честоти(сантиметър, оптични диапазони) дециметър милиметров диапазон. Това е верига от повторители, инсталирани на всеки 50 км-100 км. RRL ви позволява да получавате броя на каналите () на разстояния (до km); Тези линии са по-малко податливи на смущения, осигуряват доста стабилна и висококачествена връзка, но степента на сигурност на предаването през тях е недостатъчна. Радиорелейни линии (RRL)

Сантиметров вълнов диапазон. SL позволяват многоканална комуникация на „безкрайно“ разстояние; Сателитни комуникационни линии (SL) Предимства на SL - голяма зона на покритие и предаване на информация на големи разстояния. Недостатъкът на SL е високата цена за изстрелване на сателит и сложността на организирането на дуплексна телефонна комуникация.

Предимства на насочването на LAN - високо качество на предаване на сигнала, - висока скорост на предаване, - голяма защита от влиянието на полета на трети страни, - относителна простота на крайните устройства. Недостатъци на насочването на LS - висока цена на капитала и оперативни разходи, - относителна продължителност на установяване на връзка.

Радар и ЛС не се противопоставят, а се допълват В момента сигнали от постоянен токкъм оптичния честотен диапазон, а работният диапазон на дължина на вълната се простира от 0,85 микрона до стотици километри. - кабел (CL) - въздушен (VL) - оптичен влакно (FOCL). Основните видове насочени лекарства:

ОСНОВНИ ИЗИСКВАНИЯ КЪМ СЪОБЩИТЕЛНИТЕ ЛИНИИ - комуникация на разстояния до км в страната и до за международна комуникация; - широколентов достъп и годност за предаване различни видовесъвременна информация (телевизия, телефония, пренос на данни, радиоразпръскване, предаване на вестникарски страници и др.); - защита на вериги от взаимни и външни смущения, както и от мълния и корозия; - стабилност на електрическите параметри на линията, стабилност и надеждност на комуникацията; - ефективност на комуникационната система като цяло.

Съвременно развитиекабелна технология 1. Преобладаващото развитие на коаксиални системи, които позволяват организиране на мощни комуникационни пакети и предаване на телевизионни програми до дълги разстоянияпо една кабелна комуникационна система. 2. Създаване и внедряване на перспективни комуникационни ОК, които осигуряват голям брой канали и не изискват дефицитни метали (мед, олово) за тяхното производство. 3. Широко разпространено въвеждане на пластмаси (полиетилен, полистирол, полипропилен и др.) В кабелната технология, които имат добри електрически и механични характеристикии за автоматизиране на производството.

4. Въвеждане на алуминиеви, стоманени и пластмасови корпуси вместо оловни. Обвивките трябва да са херметични и да осигуряват стабилност на електрическите параметри на кабела през целия експлоатационен живот. 5. Разработване и въвеждане в производство на икономични конструкции на кабели за вътрешнозонова комуникация (еднокоаксиални, едночетворни, небронирани). 6. Създаване на екранирани кабели, които надеждно защитават предаваната чрез тях информация от външни електромагнитни влияния и гръмотевични бури, по-специално кабели в двуслойни обвивки като алуминиева стомана и алуминиево олово.

7. Повишаване на електрическата якост на изолацията на комуникационните кабели. Модерният кабел трябва едновременно да притежава свойствата както на високочестотен кабел, така и на захранващ електрически кабел и да осигурява предаване на токове високо напрежениеза дистанционно захранване на необслужвани усилвателни точки на големи разстояния.

Първи стъпки към знанието. Стивън Грей (1670-1736)

Проводимата структура се състоеше от стъклена тръба и тапа, поставена в нея. Когато тръбата се търкаше, тапата започваше да привлича малки парчета хартия и сламка. Постепенно увеличавайки дължината на тапата, слагайки дървени стърготини в нея, Грей отбеляза, че същият ефект е валиден до края на веригата.

Заменяйки тапата с мокро конопено въже, той успява да достигне дължина на предадения електрически заряд до 250 метра.

Но беше необходимо да се увери, че електричеството не се предава от гравитацията във вертикално положение и Грей повтори експеримента, поставяйки конструкцията в хоризонтално положение. Експериментът беше двойно успешен, тъй като беше установено, че това не се предава над земята.

По-късно се оказа, че не всички вещества имат свойството електропроводимост. В хода на по-нататъшните изследвания те бяха разделени на "проводници" и "непроводници". Както знаете, основните проводници са всички видове метали, разтвори на електролити, соли, въглища.

Непроводимите включват вещества, при които електрическите заряди не могат да се движат свободно, като газове, течности, стъкло, пластмаса, гума, коприна и други.

Така Стивън Грей разкрива и доказва съществуването на такива явления като електростатична индукция, както и разпределението и движението на електрическия заряд между телата.

За своите постижения и принос в развитието на науката ученият е не само първият номиниран, но и първият, удостоен с най-високото отличие на Кралското общество - медала Копли.

По пътя към изолацията. Тиберио Кавало (1749–1809)

Последовател на Стефано Грей в областта на изследването на електрическата проводимост, Тиберио Кавало, италиански учен, живеещ в Англия, разработи метод за изолиране на проводници през 1780 г.

Предложената от тях схема беше следната последователност от действия:

Две опънати жици от мед и месинг трябва да бъдат калцинирани или в огън на свещ, или с нажежено желязо, след това покрити със слой смола и след това навити върху тях с парче ленена лента със смола.

След това се покриваше с допълнителен защитен слой "вълнено покритие". Предназначено е да се произвеждат такива продукти в сегменти от 6 до 9 метра. За да се получи по-голяма дължина, частите бяха свързани чрез навиване върху парчета коприна, импрегнирани с масло.

Първият кабел и неговото приложение. Франсиско де Салва (1751–1828)

Франсиско Салва, известен учен и лекар в Испания, през 1795 г. се явява пред членовете на Академията на науките в Барселона с доклад за телеграфа и неговите комуникационни линии, в който терминът "кабел" е използван за първи път.

Той твърди, че жиците не могат да бъдат локализирани от разстояние, а напротив, те могат да бъдат усукани под формата на кабел, което позволява да се постави окачен във въздуха.

Това беше разкрито в хода на експерименти с изолация на кабели: всички жици, включени в състава, първо бяха увити с хартия, импрегнирана със смола, след това бяха усукани и допълнително увити в многослойна хартия. Така се постигна елиминиране на загубата на електроенергия.

В същото време Салва предложи възможността за хидроизолация, предвид факта, че ученият не може да знае за материалите, приложими за този вид конструкция.

Франсиско Салва разработва проект за въздушни далекопроводи между Мадрид и Аранхуес, който е осъществен за първи път в света през 1796 г. По-късно, през 1798 г., е издигната "царска" съобщителна линия.

В зората на формирането на човешкото общество общуването между хората е било много оскъдно. Клон, забит в земята, показваше в коя посока и докъде са отишли хората; специално поставени камъни, предупреждаващи за появата на врагове; прорези на пръчки или дървета съобщават за ловна плячка и т.н. Имаше и примитивно предаване на сигнали на разстояние. Съобщенията, кодирани като определен брой викове или барабанни удари с променящ се ритъм, съдържаха тази или онази информация.

Десетият том на "Общата история" на древногръцкия историк Полибий (ок. 201-120 г. пр. н. е.) описва метод за предаване на съобщения на разстояние с помощта на факли (факелен телеграф), изобретен от александрийските учени Клеоксен и Демокрит.

През 1800 г. италианският учен А. Волта създава първия химически източник на ток. Това изобретение направи възможно на немския учен С. Семеринг да изгради и представи през 1809 г. на Мюнхенската академия на науките проект за електрохимичен телеграф. През октомври 1832 г. е първата публична демонстрация на електромагнитен телеграф от руския учен П.Л. Шилинг. През същата година с помощта на телеграфа на Шилинг е установена връзка между Зимния дворец и Министерството на железниците.

Истинска революция в областта на телекомуникациите по жичен път направи руският академик Б.С. Якоби и американския учен С. Морс, който независимо предложи писмен телеграф.

През 1841 г. B.S. Якоби пусна в експлоатация линия, оборудвана с пишещ телеграф и свързване Зимен дворецс Централата. Две години по-късно е построена подобна линия с дължина 25 км между Санкт Петербург и Царское село. През 1850 г. Б.С. Якоби проектира първата машина за директен печат. През юни 1866 г. е прекаран кабел Атлантически океан. Европа и Америка бяха свързани чрез телеграф.

Раждането на телеграфа даде тласък на появата на телефона. От 1837 г. много изобретатели се опитват да предадат човешка реч на разстояние с помощта на електричество. През 1876г Американският изобретател А.Г. Бел патентова устройство за предаване на глас по жици - телефонът. През 1878 г. руският учен М. Махалски конструира първия чувствителен микрофон с въглероден прах.

Отначало телеграфните линии са били използвани за телефонни комуникации. Специална двупроводна телефонна линия е проектирана през 1895 г. от професор P.D. Войнаровски и построен през 1898 г. между Санкт Петербург и Москва.

През 1886 г. руският физик П.М. Голубицки разработи нова схема за телефонна комуникация. По тази схема микрофоните на абонатните телефони се захранваха от една (централна) батерия, разположена на телефонната централа. Първите телефонни централи в Русия са построени през 1882-1883 г. в Москва, Петербург, Одеса.

Първата публична демонстрация на A.S. Попов за получаване на електромагнитни вълни се състоя на 7 май 1895 г. Този ден влезе в историята като денят, в който е изобретено радиото.

Служителите на лабораторията в Нижни Новгород, създадена през 1918 г. (ръководена от М. А. Бонч-Бруевич), още през 1922 г. построиха в Москва първата в света радиостанция с мощност 12 kW.

През 1935 г. между Ню Йорк и Филаделфия е пусната в експлоатация радио връзка на ултракъси вълни, която по-късно е наречена „радиорелейна линия“.

Отсега нататък вериги от радиорелейни линии се простираха до всички краища на земното кълбо. Изграждането на първата радиорелейна линия в нашата страна е извършено през 1953 г. между Москва и Рязан.

„Бийп...бип...бип.” Тези сигнали бяха чути на 4 октомври 1957 г. от целия свят. Настъпи ерата на изследването на космоса. Много малко време ни дели от тази дата, а хиляди изкуствени спътници вече са изстреляни в космически орбити, редовно обслужващи човека.

На 23 април 1965 г. в СССР е изстрелян изкуственият спътник на Земята Молния-1, на борда на който има приемо-предавателна и релейна станция.

През 1960 г. в Америка е създаден първият в света лазер. Това стана възможно след появата на трудовете на съветските учени В.А. Фабрикант, Н.Г. Басова и А.М. Прохоров и американския учен К. Таунс, който получи Нобелова награда.

„Научаването“ на лазерите да предават информация на разстояние започна малко след изобретяването им. Първите лазерни комуникационни линии се появяват в началото на 60-те години на този век. У нас първата такава линия е построена през 1964 г. в Ленинград.

Московчани са добре запознати с такива ъгли на столицата като Leninskiye Gory и площад Zubovskaya. През 1966 г. между тях свети червена нишка от лазерна светлина. Тя свързва две градски централи, разположени на разстояние 5 км една от друга.

През 1970 г. ултрачистото стъкло е произведено от американската компания Corning Glass Company. Това направи възможно създаването и въвеждането на оптични комуникационни кабели навсякъде.

През 1947 г. се появява първото споменаване на система за импулсна кодова модулация (PCM), разработена от Бел. Системата се оказа тромава и неработеща. Едва през 1962 г. е пусната в експлоатация първата търговска система за предаване IKM-24.

Съвременни тенденции в развитието на телекомуникациите.През следващите години комуникациите се развиват по пътя на цифровизацията на всички видове информация. Това се е превърнало в генерална посока, осигуряваща икономични методи не само за предаването му, но и за разпространение, съхранение и преработка.

Интензивното развитие на цифровите системи за предаване се обяснява със значителните предимства на тези системи в сравнение с аналоговите системи за предаване: висока устойчивост на шум; слаба зависимост на качеството на предаване от дължината на комуникационната линия; стабилност на електрическите параметри на комуникационните канали; ефективно използване на честотната лента при предаване на дискретни съобщения и др.

През 2002 г. развитието на местната телефонна комуникация се извършва главно на базата на съвременни цифрови централи, което позволява подобряване на качеството и разширяване на обхвата на предоставяните услуги. Коефициентът на капацитет на цифровите станции от общата инсталирана мощност на местната телефонна мрежа през 2002г. възлиза на около 40% при 36,2% през 2001г. Към 1 януари 2003 г. в руските мрежи работят около 195 000 междуградски и местни таксофона, включително 63 000 универсални. Броят на телефонните автомати се е увеличил с 13% и възлиза на 127,5 хиляди броя. Увеличението на броя на основните телефонни апарати в градската телефонна мрежа възлиза на 1.8 млн. броя, което се дължи основно на телефонни апарати, монтирани от населението. Общият брой на абонатите на клетъчни мобилни комуникации в Русия в края на 2002 г. възлиза на 17,7 милиона, увеличението на абонатната база спрямо 2001 г. е 2,3 пъти. През 2002 г. през годината компютърният парк в Русия се е увеличил с 20% в сравнение с 2001 г. Броят на редовните потребители на интернет нараства с 39% и достига 6 милиона души. Обемът на вътрешния ИТ пазар нарасна с 9% и възлиза на повече от 4 милиарда рубли. долара. През 2002 г. са пуснати в експлоатация повече от 50 000 км кабелни и радиорелейни комуникационни линии, 3 милиона номера на автоматични телефонни централи, над 13 милиона мобилни телефонни номера и над 70 000 междуградски и международни канала.

Мобилните радиокомуникационни мрежи се развиват с особено бързи темпове по света и у нас. По броя на абонатите на мобилната комуникационна система вече може да се съди за нивото и качеството на живот в дадена страна. В този смисъл темпът на нарастване на мобилните абонати в Русия (почти 200% годишно) е показател за растежа на благосъстоянието на обществото.

Въз основа макроикономически показателиразвитие Руска федерация, определени в Насоките за социално-икономическата политика на правителството на Руската федерация в дългосрочен план, пазарът на телекомуникационни услуги до 2010 г. ще се характеризира, както следва (Таблица 1).

Таблица 1. Индикатори за развитието на телекомуникациите в Русия за периода до 2010 г.

Човечеството върви към създаването на Глобалното информационно общество. Неговата основа ще бъде Глобалната информационна инфраструктура, която ще включва мощни транспортни комуникационни мрежи и мрежи с разпределен достъп, които предоставят информация на потребителите. Глобализация на комуникацията и нейната персонализация(предоставяне на комуникационни услуги на всеки потребител) - това са два взаимосвързани проблема, които се решават успешно на този етап от човешкото развитие от специалисти по телекомуникации.

По-нататъшното развитие на телекомуникационните технологии ще върви в посока увеличаване на скоростта на пренос на информация, интелектуализация на мрежите и осигуряване на мобилност на потребителите.

високи скорости. Необходими за предаване на изображения, включително телевизия, интегриране на различни видове информация в мултимедийни приложения, организиране на комуникация между локални, градски и териториални мрежи.

Интелигентност. Това ще увеличи гъвкавостта и надеждността на мрежата, ще улесни управлението на глобалните мрежи. Благодарение на интелектуализацията на мрежите, потребителят престава да бъде пасивен потребител на услуги, превръщайки се в активен клиент - клиент, който ще може активно да управлява мрежата, като поръчва услугите, от които се нуждае.

Мобилност. Успехите в областта на миниатюризацията на електронните устройства, намаляването на тяхната цена създават предпоставки за глобалното разпространение на мобилните крайни устройства. Това прави реална задача предоставянето на комуникационни услуги на всеки по всяко време и на всяко място.

В заключение ще отбележим, че количеството информация, предавана чрез информационната и телекомуникационната инфраструктура на света, се удвоява на всеки 2-3 години. Появяват се и успешно се развиват нови отрасли на информационната индустрия, информационният компонент на икономическата дейност на пазарните субекти и влиянието на информационни технологиивърху научния, техническия, интелектуалния потенциал и здравето на нациите. Началото на 21 век се разглежда като епохата на информационното общество, изискващо своето ефективно развитиесъздаване на глобална информационна и телекомуникационна инфраструктура, чийто темп на развитие трябва да изпреварва темповете на развитие на икономиката като цяло. В същото време създаването на руската информационна и телекомуникационна инфраструктура трябва да се разглежда като най-важният фактор за възхода на националната икономика, растежа на бизнеса и интелектуалната активност на обществото, укрепването на авторитета на страната в международните отношения. общност.

(Документ)

Гитин В.Я., Кочановски Л.Н. Оптични системи за предаване (документ)

Лекции - Оптични системи за предаване (лекция)

Шарварко В.Г. Оптични комуникационни линии (Документ)

Дегтярев А.И., Тезин А.В. Оптични системи за предаване (документ)

Фокин В.Г. Оптични системи за предаване (документ)

Иванов В.А. Лекции: Измервания на оптични преносни системи (Документ)

Okosi T. Оптични сензори (документ)

n1.doc

Съдържание

Въведение
Главна част

История на развитието на комуникационните линии
Дизайн и характеристики оптични кабеливръзки
2. Оптични влакна и характеристики на тяхното производство
3. Конструкции на оптични кабели
Основни изисквания към комуникационните линии
Предимства и недостатъци на оптичните кабели

Заключение
Библиография

Въведение
Днес, повече от всякога, регионите на страните от ОНД се нуждаят от комуникация, както количествено, така и качествено. Ръководителите на регионите са загрижени преди всичко за социалния аспект на този проблем, тъй като телефонът е въпрос от първа необходимост. Комуникацията също влияе върху икономическото развитие на региона, неговата инвестиционна привлекателност. В същото време телекомуникационните оператори, които харчат много усилия и средства за поддържане на остарялата телефонна мрежа, все още търсят средства за развитие на мрежите си, за цифровизация и въвеждане на оптични и безжични технологии.

В този момент има ситуация, при която почти всички големи руски ведомства извършват мащабна модернизация на своите телекомуникационни мрежи.

През последния период на развитие в областта на комуникацията най-разпространени са оптичните кабели (OC) и оптичните предавателни системи (FOTS), които по своите характеристики далеч надхвърлят всички традиционни кабели на комуникационната система. Комуникацията чрез оптични кабели е едно от основните направления на научно-техническия прогрес. Оптичните системи и кабели се използват не само за организиране на градски и междуградски телефонни комуникации, но и за кабелна телевизия, видеотелефония, радиоразпръскване, компютърна техника, технологични комуникации и др.

Използвайки оптична комуникация, количеството предавана информация се увеличава драстично в сравнение с такива широко разпространени средства като сателитни комуникации и радиорелейни линии, това се дължи на факта, че оптичните предавателни системи имат по-широка честотна лента.

За всяка комуникационна система са важни три фактора:

Информационният капацитет на системата, изразен в броя на комуникационните канали, или скоростта на предаване на информация, изразена в битове за секунда;

Атенюация, която определя максималната дължина на регенерационния участък;

Устойчивост на влиянието на околната среда;

Най-важният фактор в развитието на оптичните системи и комуникационните кабели е появата на оптичните квантов генератор- лазер. Думата лазер е съставена от първите букви на фразата Light Amplification by Emission of Radiation - усилване на светлината чрез индуцирано лъчение. Лазерните системи работят в оптичния диапазон на дължината на вълната. Ако за кабелно предаване се използват честоти - мегахерци, а за вълноводи - гигахерци, то за лазерните системи се използва видимият и инфрачервеният спектър на оптичния вълнов диапазон (стотици гигахерци).

Водещата система за оптични комуникационни системи са диелектрични вълноводи или влакна, както се наричат поради малките напречни размери и метода на получаване. По времето, когато е произведено първото влакно, затихването е от порядъка на 1000 dB/km, това се дължи на загубите, дължащи се на различни примеси, присъстващи във влакното. През 1970 г. са създадени оптични влакна със затихване 20 dB/km. Сърцевината на това влакно е направена от кварц с добавка на титан за увеличаване на индекса на пречупване, а чистият кварц служи като облицовка. През 1974г затихването е намалено до 4 dB/km, а през 1979г. Получени са оптични влакна със затихване 0,2 dB/km при дължина на вълната 1,55 µm.

Напредъкът в технологията за получаване на световоди с ниски загуби стимулира работата по създаването на оптични комуникационни линии.

Комуникационните линии с оптични влакна имат следните предимства пред конвенционалните кабелни линии:

Висока устойчивост на шум, нечувствителност към външни електромагнитни полета и практически липса на кръстосани смущения между отделни влакна, положени заедно в кабел.

Значително по-висока честотна лента.

Малко тегло и габаритни размери. Това намалява разходите и времето за полагане на оптичния кабел.

Пълна електрическа изолация между входа и изхода на комуникационната система, така че не е необходимо общо заземяване на предавател и приемник. Можете да ремонтирате оптичния кабел, без да изключвате оборудването.

Отсъствие къси съединения, в резултат на което оптични влакна могат да се използват за преминаване през опасни зони без страх от късо съединение, което е причина за пожар в зони с горими и запалими среди.

Потенциално ниска цена. Въпреки че оптичните влакна са направени от ултрапрозрачно стъкло с примеси по-малко от няколко части на милион, тяхната цена не е висока, когато се произвеждат масово. Освен това при производството на оптични влакна не се използват толкова скъпи метали като мед и олово, чиито запаси на Земята са ограничени. Цената е електрически линииТърсенето на коаксиални кабели и вълноводи непрекъснато се увеличава както с недостиг на мед, така и с увеличаване на разходите за енергия за производството на мед и алуминий.

Има огромен напредък в развитието на оптични комуникационни линии (FOCL) по целия свят. В момента оптичните кабели и предавателните системи за тях се произвеждат от много страни по света.

Особено внимание тук и в чужбина се отделя на създаването и внедряването на едномодови системи за предаване по оптични кабели, които се считат за най-обещаващото направление в развитието на комуникационните технологии. Предимството на едномодовите системи е възможността за предаване на голям поток от информация на необходимите разстояния с голяма дължина на секциите за регенерация. Вече има оптични линии за голям брой канали с дължина на участъка за регенерация 100 ... 150 км. Напоследък в САЩ се произвеждат годишно 1,6 милиона км. оптични влакна, като 80% от тях са в едноогнищно изпълнение.

Широко използвани са съвременни вътрешни оптични кабели от второ поколение, чието производство е овладяно от местната кабелна индустрия, те включват кабели от типа:

OKK - за градски телефонни мрежи;

ОКЗ - за интразонално;

OKL - за опорни комуникационни мрежи;

Фиброоптични преносни системи се използват във всички участъци на първичната VSS мрежа за опорни, зонови и локални комуникации. Изискванията към такива преносни системи се различават по броя на каналите, параметрите и технико-икономическите показатели.

В опорните и зоновите мрежи се използват цифрови оптични предавателни системи, в локалните мрежи цифровите оптични предавателни системи също се използват за организиране на свързващи линии между централи, а в абонатната част на мрежата, както аналогови (например, за организиране на телевизионен канал) и могат да се използват цифрови системи за предаване.

Максималната дължина на линейните трасета на главните преносни системи е 12 500 км. Със средна дължина около 500 км. Максималната дължина на линейните трасета на преносните системи на вътрешнозоновата първична мрежа може да бъде не повече от 600 km. Със средна дължина 200 км. Максимална дължина на градските магистрални линии за различни системипредаване е 80...100 км.
Човек има пет сетива, но едно от тях е особено важно – това е зрението. Чрез очите човек възприема по-голямата част от информацията за света около него 100 пъти повече, отколкото чрез слуха, да не говорим за допир, обоняние и вкус.

използвали огън и след това различни видове изкуствени източници на светлина, за да подават сигнали. Сега в ръцете на човека бяха както източникът на светлина, така и процесът на модулиране на светлината. Той всъщност изгради това, което днес наричаме оптична комуникационна линия или оптична комуникационна система, включваща предавател (източник), модулатор, оптична кабелна линия и приемник (око). След като определихме преобразуването на механичен сигнал в оптичен като модулация, например отваряне и затваряне на светлинен източник, можем да наблюдаваме обратния процес в приемника - демодулация: преобразуване на оптичен сигнал в сигнал от различен вид за по-нататъшна обработка в приемника.

Такава обработка може да бъде, например, трансформацията

на светлинния образ в окото в поредица от електрически импулси

нервната система на човека. Мозъкът се включва в процеса на обработка като последно звено във веригата.

Друг много важен параметър, използван при предаване на съобщения, е скоростта на модулация. Окото е ограничено в това отношение. Той е добре адаптиран към възприемането и анализа на сложни картини на заобикалящия свят, но не може да следва прости колебания на яркостта, когато те следват по-бързо от 16 пъти в секунда.

История на развитието на комуникационните линии

Комуникационните линии възникват едновременно с появата на електрическия телеграф. Първите комуникационни линии са кабелни. Въпреки това, поради несъвършенството на дизайна на кабела, подземните кабелни комуникационни линии скоро отстъпиха място на въздушните. Първата въздушна линия на дълги разстояния е построена през 1854 г. между Санкт Петербург и Варшава. В началото на 70-те години на миналия век е построена въздушна телеграфна линия от Санкт Петербург до Владивосток с дължина около 10 хиляди км. През 1939 г. е пусната в експлоатация най-голямата в света високочестотна телефонна линия Москва-Хабаровск с дължина 8300 км.

Създаването на първите кабелни линии се свързва с името на руския учен П. Л. Шилинг. Още през 1812 г. Шилинг в Санкт Петербург демонстрира експлозии на морски мини, използвайки изолиран проводник, създаден от него за тази цел.

През 1851 г., едновременно със строежа железопътна линиямежду Москва и Санкт Петербург е положен телеграфен кабел, изолиран с гутаперча. Първите подводни кабели са положени през 1852 г. през Северна Двина и през 1879 г. през Каспийско море между Баку и Красноводск. През 1866 г. е пусната в експлоатация кабелна трансатлантическа телеграфна линия между Франция и Съединените щати,

През 1882-1884г. в Москва, Петроград, Рига, Одеса са изградени първите градски телефонни мрежи в Русия. През 90-те години на миналия век в градските телефонни мрежи на Москва и Петроград бяха окачени първите кабели, наброяващи до 54 проводника. През 1901 г. започва изграждането на подземна градска телефонна мрежа.

Първите конструкции на комуникационни кабели, датиращи от началото на 20-ти век, направиха възможно извършването на телефонно предаване на къси разстояния. Това бяха така наречените градски телефонни кабели с въздушно-хартиена изолация и усукани по двойки. През 1900-1902г. беше направен успешен опит за увеличаване на обхвата на предаване чрез изкуствено увеличаване на индуктивността на кабелите чрез включване на индуктори във веригата (предложение на Пупин), както и използването на проводящи проводници с феромагнитна намотка (предложение на Kruppa). Такива методи на този етап позволиха да се увеличи обхватът на телеграфните и телефонните комуникации няколко пъти.

Важен етап в развитието на комуникационните технологии е изобретяването и започвайки от 1912-1913 г. усвояване на производството на електронни лампи. През 1917 г. В. И. Коваленков разработва и тества телефонен усилвател, използващ електронни тръби на линията. През 1923 г. е извършена телефонна връзка с усилватели по линията Харков-Москва-Петроград.

През 30-те години на миналия век започва разработването на многоканални предавателни системи. Впоследствие желанието за разширяване на обхвата на предаваните честоти и увеличаване на честотната лента на линиите доведе до създаването на нови видове кабели, така наречените коаксиални. Но тяхното масово производство датира едва от 1935 г., когато се появяват нови висококачествени диелектрици като ескапон, високочестотна керамика, полистирол, стирофлекс и др.. Тези кабели позволяват пренос на енергия при честота на тока до няколко милиона херца и позволяват предаване на телевизионни програми на големи разстояния. Първата коаксиална линия за 240 HF телефонни канала е положена през 1936 г. Първите трансатлантически подводни кабели, положени през 1856 г., организират само телеграфни комуникации, а само 100 години по-късно, през 1956 г., е изграден подводен коаксиален ствол между Европа и Америка за многоканален телефония.

През 1965-1967г. Появиха се експериментални вълноводни комуникационни линии за предаване на широколентова информация, както и криогенни свръхпроводящи кабелни линии с много ниско затихване. От 1970 г. активно се развива работата по създаването на световоди и оптични кабели, използващи видимо и инфрачервено лъчение в диапазона на оптичните вълни.

Създаването на влакнест световод и получаването на непрекъснато генериране на полупроводников лазер изиграха решаваща роля за бързото развитие на оптичната комуникация. До началото на 80-те години оптичните комуникационни системи са разработени и тествани в реални условия. Основните области на приложение на такива системи са телефонната мрежа, кабелната телевизия, вътрешнообектовата комуникация, компютърните технологии, системите за контрол и управление на процеси и др.

В Русия и други страни са положени градски и междуградски оптични комуникационни линии. Отредено им е водещо място в научно-техническия прогрес на комуникационната индустрия.
Устройство и характеристики на оптични комуникационни кабели
Разновидности на оптични комуникационни кабели

Оптичният кабел се състои от оптични влакна от кварцово стъкло (световоди), усукани по определена система, затворени в обща защитна обвивка. Ако е необходимо, кабелът може да съдържа захранващи (усилващи) и амортизиращи елементи.

Съществуващите ОК според тяхното предназначение могат да бъдат класифицирани в три групи: основни, зонови и градски. Подводни, обектни и инсталационни ОК са обособени в отделни групи.

Trunk OK са предназначени за предаване на информация на големи разстояния и значителен брой канали. Те трябва да имат ниско затихване и дисперсия и висока пропускателна способност на информацията. Използва се едномодово влакно със сърцевина и обвивка 8/125 µm. Дължина на вълната 1,3...1,55 µm.

Зоналните ОК служат за организиране на многоканална комуникация между регионалния център и регионите с обхват на комуникация до 250 км. Използват се градиентни влакна с размери 50/125 µm. Дължина на вълната 1,3 µm.

Сити ОК се прилагат за свързване между градски автоматични телефонни централи и комуникационни центрове. Предназначени са за къси разстояния (до |10 км) и голям брой канали. Влакна - градиент (50/125 микрона). Дължина на вълната 0,85 и 1,3 µm. Тези линии, като правило, работят без междинни линейни регенератори.

Подводница ОК предназначена за комуникация през големи водни бариери. Те трябва да имат висока механична якост на опън и да имат надеждни влагоустойчиви покрития. Също така е важно подводните комуникации да имат ниско затихване и дълги дължини на регенерация.

OK за обекти служат за предаване на информация в рамките на обект. Това включва офис и видео телефония, вътрешна мрежакабелна телевизия, както и бордови информационни системи на мобилни обекти (самолет, кораб и др.).

Монтаж ОК се използват за вътрешно- и междублоков монтаж на оборудване. Изработени са под формата на снопове или плоски панделки.
Оптични влакна и характеристики на тяхното производство

Основният елемент на оптичното влакно е оптично влакно (оптично влакно), направено под формата на тънко цилиндрично стъклено влакно, през което се предават светлинни сигнали с дължина на вълната от 0,85 ... 1,6 μm, което съответства на честотен диапазон от (2,3 ... 1 ,2) 10 14 Hz.

Световодът има двуслоен дизайн и се състои от сърцевина и обвивка с различни индекси на пречупване. Ядрото служи за предаване на електромагнитна енергия. Shell Предназначение - Създаване по-добри условияотражения на интерфейса "ядро - обвивка" и защита от смущения от околното пространство.

Сърцевината на влакното по правило се състои от кварц, а облицовката може да бъде кварцова или полимерна. Първото влакно се нарича кварц-кварц, а второто се нарича кварц-полимер (органосилициево съединение). Въз основа на физико-оптичните характеристики се предпочитат първите. Кварцовото стъкло има следните свойства: коефициент на пречупване 1,46, топлопроводимост 1,4 W/mk, плътност 2203 kg/m 3 .

Отвън на световода има защитно покритие за защита от механични въздействия и нанасяне на цветове. Защитното покритие обикновено се прави в два слоя: първо органосилициево съединение (SIEL), а след това епоксиден акрилат, флуоропласт, найлон, полиетилен или лак. Общ диаметър на влакното 500...800 µm

В съществуващите конструкции на оптични влакна се използват три вида оптични влакна: стъпаловидни с диаметър на сърцевината 50 μm, градиент със сложен (параболичен) профил на индекса на пречупване на сърцевината и едномодов с тънка сърцевина (6 ... 8 μm)
По отношение на честотната лента и обхвата на предаване, едномодовите влакна са най-добри, а стъпаловидни са най-лошите.

Най-важният проблем на оптичната комуникация е създаването на оптични влакна (OF) с ниски загуби. Кварцовото стъкло се използва като изходен материал за производството на оптични влакна, което е добра среда за разпространение на светлинна енергия. Въпреки това, като правило, стъклото съдържа голямо количество чужди примеси, като метали (желязо, кобалт, никел, мед) и хидроксилни групи (ОН). Тези примеси водят до значително увеличаване на загубите поради абсорбцията и разсейването на светлината. За да се получи OF с ниски загуби и затихване, е необходимо да се отървете от примесите, така че да има химически чисто стъкло.

Понастоящем най-широко използваният метод за създаване на OF с ниски загуби е чрез химическо отлагане на пари.

Получаването на OF чрез химическо отлагане на пари се извършва на два етапа: произвежда се двуслойна кварцова заготовка и от нея се изтегля влакно. Заготовката е направена по следния начин
В куха кварцова тръба с коефициент на пречупване с дължина 0,5...2 m и диаметър 16...18 mm се подава струя от хлориран кварц и кислород. Като резултат химическа реакцияпри високи температури (1500...1700°C), чистият кварц се отлага на слоеве върху вътрешната повърхност на тръбата. Така се запълва цялата вътрешна кухина на тръбата, с изключение на самия център. За да се елиминира този въздушен канал, се прилага още по-висока температура (1900° C.), поради което се получава колапс и тръбната заготовка се трансформира в твърда цилиндрична заготовка. След това чистият отложен кварц става сърцевината на оптичното влакно с индекс на пречупване , а самата тръба действа като обвивка с индекс на пречупване . Изтеглянето на влакното от детайла и навиването му върху приемния барабан се извършва при температура на омекване на стъклото (1800...2200°C). Повече от 1 км оптично влакно се получава от преформа с дължина 1 м.
Достойнство този методе не само получаването на OF със сърцевина от химически чист кварц, но и възможността за създаване на градиентни влакна с даден профил на индекс на пречупване. Това става: чрез използване на легиран кварц с титан, германий, бор, фосфор или други реактиви. В зависимост от използваната добавка, индексът на пречупване на влакното може да варира. И така, германият увеличава, а борът намалява индекса на пречупване. Чрез избиране на рецептата за легиран кварц и спазване на определено количество добавка в слоевете, отложени върху вътрешната повърхност на тръбата, е възможно да се осигури необходимия модел на промяна в напречното сечение на сърцевината на влакното.

Конструкции на оптични кабели

ОК конструкциите се определят главно от предназначението и обхвата на тяхното приложение. В това отношение има много конструктивни опции. В момента голям брой видове кабели се разработват и произвеждат в различни страни.

Въпреки това, цялото разнообразие от съществуващи видове кабели може да бъде разделено на три групи

концентрично многожилни кабели
кабели с профилно ядро
плоски кабели тип колан.

Кабелите от първата група имат традиционно усукано концентрично ядро, подобно на електрическите кабели. Всяка следваща намотка на сърцевината има шест влакна повече в сравнение с предишната. Такива кабели са известни предимно с брой влакна 7, 12, 19. Най-често влакната са разположени в отделни пластмасови тръби, образувайки модули.

Кабелите от втората група имат фигурна пластмасова сърцевина в центъра с жлебове, в които са поставени оптичните влакна. Жлебовете и съответно влакната са разположени по протежение на хеликоида и следователно не изпитват надлъжен ефект върху празнината. Такива кабели могат да съдържат 4, 6, 8 и 10 влакна. Ако трябва да имате кабел голям капацитет, след това се прилагат няколко основни модула.

Лентовият кабел се състои от купчина плоски пластмасови ленти, в които са монтирани определен брой оптични влакна. Най-често в лентата има 12 влакна, а броят на лентите е 6, 8 и 12. При 12 ленти такъв кабел може да съдържа 144 влакна.

В оптични кабели с изключение на OB , обикновено има следните елементи:

силови (армиращи) пръти, които поемат надлъжно натоварване, при счупване;
пълнители под формата на непрекъснати пластмасови нишки;
усилващи елементи, които повишават устойчивостта на кабела при механично натоварване;
външни защитни обвивки, които предпазват кабела от проникване на влага, изпарения вредни веществаи външни механични въздействия.

В Русия се произвеждат различни видове и дизайни на ОК. За организиране на многоканална комуникация се използват главно кабели с четири и осем влакна.

Представляват интерес OK френско производство. Те, като правило, са завършени от унифицирани модули, състоящи се от пластмасов прът с диаметър 4 mm с ребра по периметъра и десет OB, разположени по периферията на този прът. Кабелите съдържат 1, 4, 7 такива модула. Отвън кабелите имат алуминиева и след това полиетиленова обвивка.
Американският кабел, широко използван в GTS, е купчина плоски пластмасови ленти, съдържащи 12 OF. Кабелът може да има от 4 до 12 ленти, съдържащи 48-144 влакна.

В Англия е изградена експериментална електропреносна линия с фазови проводници, съдържащи OF за технологична комуникация по електропроводи. Има четири OB в центъра на проводника на електропровода.

Използват се и окачени ОК. Те имат метален кабел, вграден в кабелната обвивка. Кабелите са предназначени за окачване по опори на въздушни линии и стени на сгради.

За подводни комуникации ОК е проектиран, като правило, с външна броня, изработена от стоманени проводници (фиг. 11). В центъра има модул с шест OB. Кабелът е с медна или алуминиева тръба. Токът се подава през веригата "тръба-вода". дистанционно захранванедо подводни необслужвани усилвателни точки.

Основни изисквания към комуникационните линии

Като цяло, изискванията за високо развити модерна технологиятелекомуникациите към комуникационните линии на дълги разстояния могат да бъдат формулирани, както следва:

комуникация на разстояния до 12 500 км в страната и до 25 000 за международни съобщения;
широколентов достъп и пригодност за пренос на различни видове съвременна информация (телевизия, телефония, пренос на данни, радиоразпръскване, пренос на вестникарски страници и др.);
защита на вериги от взаимни и външни смущения, както и от мълния и корозия;
стабилност на електрическите параметри на линията, стабилност и надеждност на комуникацията;
ефективност на комуникационната система като цяло.

Междуградската кабелна линия е сложна техническа структура, състояща се от огромен брой елементи. Тъй като линията е предназначена за дългосрочна експлоатация (десетки години) и трябва да се осигури непрекъсната работа на стотици и хиляди комуникационни канали по нея, тогава към всички елементи на линейното кабелно оборудване и преди всичко към кабелите и кабелните принадлежности, включени в линейният път на предаване на сигнала са високи изисквания. Изборът на типа и дизайна на комуникационната линия се определя не само от процеса на разпространение на енергията по линията, но и от необходимостта да се защитят съседни радиочестотни вериги от взаимно смущаващи влияния. Кабелните диелектрици се избират въз основа на изискването за осигуряване на най-голям комуникационен обхват в радиочестотните канали с минимални загуби.

В съответствие с това кабелната технология се развива в следните посоки:

Преобладаващо развитие на коаксиалните системи, които позволяват организирането на мощни комуникационни лъчи и предаване на телевизионни програми на големи разстояния чрез еднокабелна комуникационна система.
Създаване и внедряване на перспективни комуникационни ОК, които осигуряват голям брой канали и не изискват дефицитни метали (мед, олово) за тяхното производство.
Широко разпространено въвеждане на пластмаси (полиетилен, полистирол, полипропилен и др.) В кабелната техника, които имат добри електрически и механични характеристики и позволяват автоматизиране на производството.
Въвеждане на алуминиеви, стоманени и пластмасови обвивки вместо оловни. Обвивките трябва да са херметични и да осигуряват стабилност на електрическите параметри на кабела през целия експлоатационен живот.
Разработване и внедряване в производството на икономични конструкции на кабели за вътрешнозонова комуникация (еднокоаксиални, едночетворни, без броня).
Създаване на екранирани кабели, които надеждно защитават предаваната чрез тях информация от външни електромагнитни въздействия и гръмотевични бури, по-специално кабели в двуслойни обвивки от типа алуминий-стомана и алуминий-олово.
Повишаване на електрическата якост на изолацията на комуникационните кабели. Модерният кабел трябва едновременно да притежава свойствата както на високочестотен кабел, така и на захранващ електрически кабел и да осигурява предаване на токове с високо напрежение за дистанционно захранване на необслужвани усилвателни точки на големи разстояния.

Предимства на оптичните кабели и тяхното приложение

Наред с икономията на цветни метали и предимно мед, оптичните кабели имат следните предимства:

широколентов достъп, възможност за предаване на голям поток от информация (няколко хиляди канала);
ниски загуби и съответно големи дължини на излъчваните участъци (30...70 и 100 км);
малки габаритни размери и тегло (10 пъти по-малко от електрическите кабели);
висока защита от външни влияния и пресичане;
надеждна технология за безопасност (без искри и късо съединение).

Недостатъците на оптичните кабели включват:

чувствителност на оптичните влакна към радиация, поради което се появяват затъмняващи петна и се увеличава затихването;
водородна корозия на стъклото, водеща до микропукнатини в оптичното влакно и влошаване на неговите свойства.

Предимства и недостатъци на оптичната комуникация
Предимства на отворените комуникационни системи:

По-високо съотношение на мощността на получения сигнал към излъчената мощност с по-малки отвори на антените на предавателя и приемника.
По-добра пространствена разделителна способност с по-малки отвори на предавателната и приемната антена
Много малки размери на предавателния и приемния модул, използвани за комуникация на разстояния до 1 км
Добра секретност на комуникацията
Разработване на неизползвана част от спектъра на електромагнитното излъчване
Не е необходимо да получавате разрешение за работа с комуникационната система

Недостатъци на отворените комуникационни системи:

Ниска пригодност за радиоразпръскване поради високата насоченост на лазерния лъч.
Висока изисквана точност на насочване на антените на предавателя и приемника
Ниска ефективност на оптичните излъчватели
Относително високо нивошум в приемника, дължащ се отчасти на квантовия характер на процеса на откриване на оптичен сигнал
Влияние на атмосферните характеристики върху надеждността на комуникацията
Възможност за повреда в хардуера.

Предимства на направляващите комуникационни системи:

Възможността за получаване на оптични влакна с ниско затихване и дисперсия, което позволява да се направят големи разстояния между повторителите (10 ... 50 km)
Единичен кабел с малък диаметър
Допустимост на огъване на влакна при малки радиуси
Ниско тегло на оптичен кабел с висока пропускателна способност на информация
Евтин материал от влакна
Възможността за получаване на оптични кабели, които нямат електрическа проводимост и индуктивност
Незначително кръстосано прекъсване

Висока комуникационна секретност: подслушването на сигнала е възможно само при директна връзка към отделно влакно
Гъвкавост при прилагане на необходимата честотна лента: оптични влакна различни видовеви позволява да замените електрически кабели в цифрови комуникационни системи на всички нива на йерархията
Възможност за непрекъснато подобряване на комуникационната система

Недостатъци на направляващите комуникационни системи:

Трудност при свързване (снаждане) на оптични влакна
Необходимостта от полагане на допълнителни електропроводими жила в оптичен кабел за осигуряване на захранване на дистанционно управлявано оборудване
Чувствителността на оптичното влакно към въздействието на водата, когато навлезе в кабела
Чувствителност на оптичното влакно към йонизиращо лъчение
Ниска ефективност на източници на оптично лъчение с ограничена мощност на лъчение
Трудности при прилагането на режима на множествен достъп (паралелен) с използване на шина с разделяне на времето
Високо ниво на шум в приемника

Насоки на развитие и приложение на оптични влакна

Откриват се широки хоризонти практическо приложениеОК и оптични системи за предаване в такива сектори на националната икономика като радиоелектроника, компютърни науки, комуникации, компютърни технологии, космос, медицина, холография, машиностроене, ядрена енергия и др. Оптичните влакна се развиват в шест области:

многоканални системи за предаване на информация;
кабелна телевизия;
локални компютърни мрежи;
сензори и системи за събиране, обработка и предаване на информация;
комуникации и телемеханика по линии високо напрежение;
оборудване и монтаж на мобилни обекти.

Многоканалните FOTS започват да се използват широко в опорните и зоналните комуникационни мрежи на страната, както и за устройството на свързващи линии между градските централи. Това се обяснява с големия информационен капацитет на ОК и високата им шумоустойчивост. Подводните оптични магистрали са особено ефективни и икономични.

Използването на оптични системи в кабелната телевизия осигурява високо качество на изображението и значително разширява възможностите за информационно обслужване на отделните абонати. В този случай се прилага персонализирана система за приемане и на абонатите се предоставя възможност да получават изображения на страници от вестници, страници от списания и справочни данни от библиотеката и образователните центрове на своите телевизионни екрани.

На базата на ОК се създават локални компютърни мрежи с различни топологии (пръстен, звезда и др.). Такива мрежи позволяват обединяването на изчислителните центрове в един информационна системас висока честотна лента, подобрено качество и сигурност от неоторизиран достъп.

Наскоро се появи нова посока в развитието на оптичните технологии - използването на средния инфрачервен диапазон на дължина на вълната от 2 ... 10 микрона. Очаква се загубите в този диапазон да не надвишават 0,02 dB/km. Това ще позволи комуникация на големи разстояния с обекти за регенерация до 1000 км. Изследването на флуорни и халкогенидни стъкла с добавки на цирконий, барий и други съединения, притежаващи свръхпрозрачност в инфрачервения диапазон на дължината на вълната, позволява допълнително увеличаване на дължината на регенерационния участък.

Очакват се нови интересни резултати при използването на нелинейни оптични явления, по-специално солитонния режим на разпространение на оптичен импулс, когато импулсът може да се разпространява, без да променя формата си или периодично да променя формата си в процеса на разпространение по влакното. Използването на това явление във влакнестите световоди значително ще увеличи количеството предавана информация и обхвата на комуникация без използването на повторители.

Много обещаващо е да се приложи методът за честотно разделяне на каналите във FOCL, който се състои в това, че излъчването от няколко източника, работещи на различни честоти, се въвежда едновременно във влакното и сигналите се разделят в приемащия край с помощта на оптични филтри. Този метод за разделяне на канали във FOCL се нарича спектрално мултиплексиране или мултиплексиране.

При изграждането на абонатни мрежи на FOCL, в допълнение към традиционната структура на телефонна мрежа от радиално-възлов тип, се предвижда да се организират пръстенови мрежи, които осигуряват спестяване на кабели.

Може да се предположи, че във FOTS от второ поколение усилването и преобразуването на сигналите в регенераторите ще се извършва на оптични честоти с помощта на елементи и схеми на интегрирана оптика. Това ще опрости веригите на регенеративните усилватели, ще подобри тяхната ефективност и надеждност и ще намали разходите.

В третото поколение на FOTS се предполага, че се използва директно преобразуване на речеви сигнали в оптични с помощта на акустични преобразуватели. Вече е разработен оптичен телефон и се работи за създаване на принципно нови автоматични телефонни централи, които превключват светлинни, а не електрически сигнали. Има примери за създаване на многопозиционни високоскоростни оптични превключватели, които могат да се използват за оптично превключване.

На базата на ОК и цифрови системи за предаване се създава интегрирана многоцелева мрежа, включваща различни видове предаване на информация (телефония, телевизия, предаване на данни от компютри и автоматизирани системи за управление, видеотелефон, фототелеграф, предаване на вестникарски страници, съобщения от банки и др.). Като унифициран е приет цифров PCM канал със скорост на предаване 64 Mbps (или 32 Mbps).

За широко приложение QA и VOSP трябва да решат редица проблеми. Те включват предимно следното:

проучване на системни проблеми и определяне на технически и икономически показатели за използването на ОК в комуникационните мрежи;
масово промишлено производство на едномодови влакна, световоди и кабели, както и оптоелектронни устройства за тях;
повишаване на устойчивостта на влага и надеждността на ОК чрез използването на метални черупки и хидрофобен пълнеж;
овладяване на инфрачервения диапазон на дължината на вълната от 2...10 µm и нови материали (флуорид и халкогенид) за производство на световоди, позволяващи комуникация на големи разстояния;
създаване локални мрежиза компютърна техника и информатика;
разработване на оборудване за изпитване и измерване, рефлектометри, тестери, необходими за производството на ОК, конфигурация и експлоатация на ВОЛС;
механизация на технологията на полагане и автоматизация на ОК монтажа;
подобряване на технологията за промишлено производство на влакнести световоди и ОК, намаляване на тяхната цена;
изследване и внедряване на солитонен режим на предаване, при който импулсът се компресира и дисперсията се намалява;
разработване и внедряване на система и оборудване за спектрално мултиплексиране на ОК;
създаване на интегрирана многоцелева абонатна мрежа;
създаването на предаватели и приемници, които директно преобразуват звука в светлина и светлината в звук;
повишаване на степента на интеграция на елементите и създаване на високоскоростни единици на оборудване за формиране на канали PCM, използващи интегрирани оптични елементи;
създаване на оптични регенератори без преобразуване на оптични сигнали в електрически;
усъвършенстване на предавателни и приемащи оптоелектронни устройства за комуникационни системи, развитие на кохерентно приемане;
развитие ефективни методии захранващи устройства за междинни регенератори за зонови и опорни комуникационни мрежи;
оптимизиране на структурата на различни участъци от мрежата, като се вземат предвид особеностите на използването на системи на ОК;
усъвършенстване на оборудването и методите за честотно и времево разделяне на сигнали, предавани по оптични влакна;
разработване на система и устройства за оптична комутация.

Заключение
В момента се отварят широки хоризонти за практическото приложение на ОК и оптични системи за предаване в такива сектори на националната икономика като радиоелектроника, компютърни науки, комуникации, компютърни технологии, космос, медицина, холография, машиностроене, ядрена енергия и т.н.

Фиброоптиката се развива в много посоки и без нея не е възможно съвременното производство и живот.

Оптичните сензори са способни да работят в агресивни среди, надеждни са, малки по размер и не са подложени на електромагнитни влияния. Те ви позволяват да оценявате от разстояние различни физически величини (температура, налягане, ток и др.). Сензорите се използват в нефтената и газовата промишленост, охранителните и пожароизвестителните системи, автомобилната техника и др.

Много обещаващо е използването на ОК на електропроводи за високо напрежение (TL) за организиране на технологични комуникации и телемеханика. Оптичните влакна са вградени във фаза или кабел. Тук каналите са силно защитени от електромагнитното въздействие на електропроводи и гръмотевични бури.

Лекотата, малкият размер, незапалимостта на ОК ги направиха много полезни за инсталиране и оборудване на самолети, кораби и други мобилни устройства.
Библиография

Оптични комуникационни системи / J. Gower - M .: Радио и комуникация, 1989;
Комуникационни линии / I. I. Grodnev, S. M. Vernik, L. N. Kochanovsky. - М.: Радио и комуникация, 1995;
Оптични кабели / I. I. Grodnev, Yu. T. Larin, I. I. Teumen. - М.: Енергоиздат, 1991;
Оптични кабели на многоканални комуникационни линии / А. Г. Мурадян, И. С. Голдфарб, В. Н. Иноземцев. - М .: Радио и комуникация, 1987;
Оптични световоди за предаване на информация / J. E. Midwinter. - М .: Радио и комуникация, 1983;
Оптични комуникационни линии / II Grodnev. - М.: Радио и комуникация, 1990

Изпратете добрата си работа в базата знания е лесно. Използвайте формата по-долу

Студенти, докторанти, млади учени, които използват базата от знания в обучението и работата си, ще ви бъдат много благодарни.

Хоствано на http://www.allbest.ru

1. Кратък преглед на развитието на комуникационните линии

Създаването на първите кабелни линии се свързва с името на руския учен П.Л. Шилинг. Още през 1812 г. Шилинг в Санкт Петербург демонстрира експлозии на морски мини, използвайки изолиран проводник, създаден от него за тази цел.

През 1851 г., едновременно с изграждането на железопътната линия между Москва и Санкт Петербург, е положен телеграфен кабел, изолиран с гутаперча. Първите подводни кабели са положени през 1852 г. през Северна Двина и през 1879 г. през Каспийско море между Баку и Красноводск. През 1866 г. е пусната в експлоатация трансатлантическата кабелна телеграфна линия между Франция и САЩ.

Важен етап в развитието на комуникационните технологии е изобретяването и започвайки от 1912-1913 г. усвояване на производството на електронни лампи. През 1917 г. V.I. Коваленков разработи и тества на линия телефонен усилвател на базата на електронни тръби. През 1923 г. е извършена телефонна връзка с усилватели по линията Харков-Москва-Петроград.

През 30-те години на миналия век започва разработването на многоканални предавателни системи. Впоследствие желанието за разширяване на обхвата на предаваните честоти и увеличаване на честотната лента на линиите доведе до създаването на нови видове кабели, така наречените коаксиални. Но масовото им производство датира едва от 1935 г., когато се появяват нови висококачествени диелектрици като ескапон, високочестотна керамика, полистирол, стирофлекс и др. Тези кабели позволяват предаване на енергия с честота на тока до няколко милиона херца и им позволяват да предават телевизионни програми на големи разстояния. Първата коаксиална линия за 240 HF телефонни канала е положена през 1936 г. Първите трансатлантически подводни кабели, положени през 1856 г., организират само телеграфни комуникации. И само 100 години по-късно, през 1956 г., е изградена подводна коаксиална линия между Европа и Америка за многоканална телефонна комуникация.

Създаването на влакнест световод и получаването на непрекъснато генериране на полупроводников лазер изиграха решаваща роля за бързото развитие на оптичната комуникация. До началото на 80-те години оптичните комуникационни системи са разработени и тествани в реални условия. Основните области на приложение на такива системи са телефонната мрежа, кабелната телевизия, вътрешнообектовата комуникация, компютърната техника, системата за контрол и управление на технологичните процеси и др.

В Украйна и други страни са положени градски и междуградски оптични комуникационни линии. Отредено им е водещо място в научно-техническия прогрес на комуникационната индустрия.

2. Комуникационни линии и основни свойства на ВОЛС

На настоящ етапРазвитието на обществото в условията на научно-техническия прогрес непрекъснато увеличава обема на информацията. Както показват теоретични и експериментални (статистически) изследвания, продукцията на комуникационната индустрия, изразена в количеството предадена информация, нараства пропорционално на квадрата на растежа на брутния национален продукт на националната икономика. Това се определя от необходимостта от разширяване на връзката между различните звена на националната икономика, както и от увеличаване на количеството информация в техническия, научен, политически и културен живот на обществото. Изискванията към скоростта и качеството на преноса на различна информация нарастват, разстоянията между абонатите се увеличават. Комуникацията е необходима за оперативното управление на икономиката и работата на държавните органи, за повишаване на отбранителната способност на страната и задоволяване на културните и битови потребности на населението.

В ерата на научно-техническата революция комуникацията се превърна в неразделна част от производствения процес. Използва се за управление на технологични процеси, електронни компютри, роботи, промишлени предприятия и др. Незаменим и един от най-сложните и скъпи комуникационни елементи са комуникационните линии (LS), чрез които се предават информационни електромагнитни сигнали от един абонат (станция, предавател, регенератор и др.) Към друг (станция, регенератор, приемник и др.). ) .) и обратно. Очевидно е, че ефективността на комуникационните системи до голяма степен се определя от качеството на LS, техните свойства и параметри, както и зависимостта на тези стойности от честотата и въздействието на различни фактори, включително намесата на външни електромагнитни полета.

Има два основни вида наркотици: линии в атмосферата (радарни радиовръзки) и насочващи предавателни линии (комуникационни линии).

Отличителна черта на направляващите комуникационни линии е, че разпространението на сигнали в тях от един абонат (станция, устройство, елемент на веригата и т.н.) до друг се извършва само чрез специално създадени вериги и LAN пътеки, които образуват направляващи системи, предназначени да предават електромагнитни сигнализира в дадена посока с необходимото качество и надеждност.

В момента комуникационните линии предават сигнали от постоянен ток към оптичния честотен диапазон, а работният диапазон на дължината на вълната се простира от 0,85 микрона до стотици километри.

Има три основни типа LS: кабел (CL), въздушен (VL), оптичен (FOCL). Кабелните и въздушните линии се отнасят до телени линии, в които направляващите системи са образувани от системи "проводник-диелектрик", а оптичните линии са диелектрични вълноводи, чиято направляваща система се състои от диелектрици с различни индекси на пречупване.

Оптичните комуникационни линии са системи за предаване на светлинни сигнали в микровълновия диапазон на вълни от 0,8 до 1,6 микрона по оптични кабели. Този тип комуникационни линии се считат за най-обещаващите. Предимствата на FOCL са ниски загуби, висока честотна лента, малко тегло и габаритни размери, спестяване на цветни метали и висока степен на защита от външни и взаимни смущения.

3. Основни изисквания към съобщителните линии

кабел оптичен телефон микровълнова

Най-общо изискванията, наложени от високо развитата съвременна телекомуникационна технология към комуникационните линии на дълги разстояния, могат да бъдат формулирани по следния начин:

· комуникация на разстояния до 12 500 км в страната и до 25 000 за международни съобщения;

Широколентов достъп и пригодност за пренос на различни видове съвременна информация (телевизия, телефония, пренос на данни, радиоразпръскване, пренос на вестникарски страници и др.);

защита на вериги от взаимни и външни смущения, както и от мълния и корозия;

стабилност на електрическите параметри на линията, стабилност и надеждност на комуникацията;

ефективността на комуникационната система като цяло.

В съответствие с това кабелната технология се развива в следните посоки:

1. Преобладаващото развитие на коаксиални системи, които позволяват организирането на мощни комуникационни пакети и предаване на телевизионни програми на дълги разстояния чрез еднокабелна комуникационна система.

2. Създаване и внедряване на перспективни комуникационни OC, които осигуряват голям брой канали и не изискват дефицитни метали (мед, олово) за тяхното производство.

3. Широко въвеждане на пластмаси (полиетилен, полистирол, полипропилен и др.) в кабелната техника, които имат добри електрически и механични характеристики и позволяват автоматизация на производството.

5. Разработване и въвеждане в производство на икономични конструкции на кабели за вътрешнозонова комуникация (еднокоаксиални, едночетворни, безбронирани).

6. Създаване на екранирани кабели, които надеждно защитават предаваната чрез тях информация от външни електромагнитни влияния и гръмотевични бури, по-специално кабели в двуслойни обвивки от алуминиево-стоманен и алуминиево-оловен тип.

7. Повишаване на електрическата якост на изолацията на комуникационните кабели. Модерният кабел трябва едновременно да притежава свойствата както на високочестотен кабел, така и на захранващ електрически кабел и да осигурява предаване на токове с високо напрежение за дистанционно захранване на необслужвани усилвателни точки на големи разстояния.

Хоствано на Allbest.ru

...

Подобни документи

Тенденция на развитие оптични мреживръзки. Анализ на състоянието на вътрешнозоновата комуникация в Република Башкортостан. Принципи на предаване на информация по оптични комуникационни линии. Избор на оборудване, оптичен кабел, организация на СМР.

дисертация, добавена на 20.10.2011 г

основни характеристикиоптична комуникация, нейните свойства и приложения. Проектиране на кабелна оптична предавателна линия (FOTL) чрез окачване на опори линия за високо напрежениепредаване. Организация на управлението на тази комуникационна мрежа.

курсова работа, добавена на 23.01.2011 г

Етапи на развитие на различни средства за комуникация: радио, телефон, телевизия, клетъчни, космически, видеотелефонни комуникации, интернет, фототелеграф (факс). Видове линии за предаване на сигнал. Устройства за оптични комуникационни линии. Лазерна комуникационна система.

презентация, добавена на 02/10/2014

Основната задача на развитието на електрическите комуникации. Изчисляване на предавателни характеристики за оптични влакна. Изграждане на оптична съобщителна линия, монтаж на оптичен кабел и работа с измервателни уреди. Здраве и безопасност при работа.

дисертация, добавена на 24.04.2012 г

Историята на развитието на комуникационните линии. Разновидности на оптични комуникационни кабели. Оптични влакна и характеристики на тяхното производство. Конструкции на оптични кабели. Основни изисквания към комуникационните линии. Насоки на развитие и характеристики на използването на оптични влакна.

тест, добавен на 18.02.2012 г

Оптичните комуникационни линии като понятие, техните физически и технически характеристикии недостатъци. Оптично влакно и неговите видове. Оптичен кабел. Електронни компоненти на оптични комуникационни системи. Лазерни и фотодетекторни модули за ВОЛС.

резюме, добавено на 19.03.2009 г

Принципът на работа на оптичното влакно се основава на ефекта на пълно вътрешно отражение. Предимства на оптичните комуникационни линии (ВОЛК), области на тяхното приложение. Оптични влакна, използвани за изграждане на FOCL, тяхната производствена технология.

резюме, добавено на 26.03.2019 г

Структурата на оптичното влакно. Видове оптични кабели. Предимства и недостатъци на оптична комуникационна линия. Области на неговото приложение. Компоненти на предавателния път на видеонаблюдението. Мултиплексиране на видео сигнали. кабелна мрежова инфраструктура.

курсова работа, добавена на 01.06.2014 г

Оптична комуникационна линия като вид система за предаване, в която информацията се предава чрез оптични диелектрични вълноводи, запознаване с конструктивните характеристики. Анализ на етапите на изчисляване на параметрите на кабела и дължината на регенерационния участък.

курсова работа, добавена на 28.04.2015 г

Историята на развитието на световодните системи и тяхната опитна експлоатация в железопътния транспорт. Разглеждане на възможността за създаване на високоскоростна оптична линия за вътрешнозонова комуникация, която свързва регионалните центрове в пръстеновидна схема.