Stadier av utvikling av ledningskommunikasjonssystemer. Historiesider: Fremveksten og utviklingen av langdistansekommunikasjon i Russland

Historien om utviklingen av kommunikasjonslinjer i Russland Den første langdistanse luftledningen ble bygget mellom St. Petersburg og Warszawa i 1854. På 1870-tallet ble det satt inn en luftlinje fra St. Petersburg til Vladivostok L = 10 tusen km. operasjon. I 1939 ble en høyfrekvent kommunikasjonslinje satt i drift fra Moskva til Khabarovsk L = 8.300 tusen km. I 1851 ble det lagt en telegrafkabel fra Moskva til St. Petersburg, isolert med guttaperka-tape. I 1852 ble den første sjøkabelen lagt over Northern Dvina.I 1866 ble en kabeltransatlantisk telegraflinje mellom Frankrike og USA satt i drift.

Historien om utviklingen av kommunikasjonslinjer i Russland I årene i Russland ble de første overliggende bytelefonnettverkene bygget (kabelen hadde totalt opptil 54 ledninger med luft-papirisolasjon) I 1901 begynte byggingen av et underjordisk bytelefonnettverk i Russland vikling for å kunstig øke induktansen. Siden 1917 har en telefonforsterker basert på vakuumrør blitt utviklet og testet på linjen, i 1923 ble telefonkommunikasjon med forsterkere på Kharkov-Moskva-Petrograd-linjen utført. Siden begynnelsen av 1930-tallet begynte flerkanals overføringssystemer basert på koaksialkabler å utvikle seg.

Historien om utviklingen av kommunikasjonslinjer i Russland I 1936 ble den første koaksiale HF satt i drift telefonlinje for 240 kanaler. I 1956 ble en undervanns koaksial telefon og telegrafstamme bygget mellom Europa og Amerika. I 1965, den første eksperimentelle bølgeleder linjer og kryogen kabellinjer med svært lite demping. På begynnelsen av 1980-tallet hadde fiberoptiske kommunikasjonssystemer blitt utviklet og testet under reelle forhold.

Typer kommunikasjonslinjer (LS) og deres egenskaper Det er to hovedtyper av LS: - linjer i atmosfæren (RL-radiokoblinger) - ledeoverføringslinjer (kommunikasjonslinjer). typiske bølgelengder og radiofrekvenser Ekstra lange bølger (VLF) Lange bølger (LW) Middels bølger (MW) Korte bølger (HF) Ultrakorte bølger (VHF) Desimeterbølger (DCM) Centimeterbølger (CM) Millimeterbølger (MM) Optisk rekkevidde 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

De viktigste ulempene med RL (radiokommunikasjon) er: -avhengighet av kommunikasjonskvaliteten på tilstanden til overføringsmediet og eksterne elektromagnetiske felt; -lav hastighet; utilstrekkelig høy elektromagnetisk kompatibilitet i området for meterbølger og over; - kompleksiteten til sender- og mottakerutstyret; - smalbåndsoverføringssystemer, spesielt ved lange bølgelengder og høyere.

For å redusere ulempene med radar, mer høye frekvenser(centimeter, optiske områder) desimeter millimeter rekkevidde. Dette er en kjede med repeatere installert hver 50 km-100 km. RRL lar deg motta antall kanaler () over avstander (opptil km); Disse linjene er mindre utsatt for forstyrrelser, gir en ganske stabil og høykvalitets forbindelse, men graden av overføringssikkerhet gjennom dem er utilstrekkelig. Radiorelélinjer (RRL)

Centimeter bølgeområde. SL-er tillater flerkanalskommunikasjon over en "uendelig" avstand; Satellittkommunikasjonslinjer (SL) Fordeler med SL - et stort område med dekning og overføring av informasjon over lange avstander. Ulempen med SL er de høye kostnadene ved å skyte opp en satellitt og kompleksiteten ved å organisere dupleks telefonkommunikasjon.

Fordeler med å dirigere LAN - høy kvalitet på signaloverføring, - høy overføringshastighet, - god beskyttelse mot påvirkning fra tredjepartsfelt, - relativ enkelhet til terminalenheter. Ulemper med å dirigere LS - høye kapitalkostnader og driftskostnader, - relativ varighet ved etablering av forbindelse.

Radar og LS motsetter seg ikke, men utfyller hverandre For tiden kommer signaler fra likestrøm til det optiske frekvensområdet, og driftsbølgelengdeområdet strekker seg fra 0,85 mikron til hundrevis av kilometer. - kabel (CL) - luft (VL) - fiberoptikk (FOCL). De viktigste typene retningsbestemte medisiner:

GRUNNLEGGENDE KRAV TIL KOMMUNIKASJONSLINJER - kommunikasjon over avstander opp til km innenfor landet og opp til for internasjonal kommunikasjon; - bredbånd og egnethet for overføring forskjellige typer moderne informasjon (tv, telefoni, dataoverføring, kringkasting, overføring av avissider, etc.); - beskyttelse av kretser mot gjensidig og ekstern interferens, samt mot lyn og korrosjon; - stabiliteten til linjens elektriske parametere, stabilitet og pålitelighet av kommunikasjon; - effektiviteten til kommunikasjonssystemet som helhet.

Moderne utvikling kabelteknologi 1. Den dominerende utviklingen av koaksiale systemer som tillater organisering av kraftige kommunikasjonsbunter og overføring av TV-programmer til lange avstander over et enkelt kabelkommunikasjonssystem. 2.Opprettelse og implementering av lovende kommunikasjons-OK-er som gir et stort antall kanaler og ikke krever knappe metaller (kobber, bly) for deres produksjon. 3. Utbredt introduksjon av plast (polyetylen, polystyren, polypropylen, etc.) i kabelteknologi, som har gode elektriske og mekaniske egenskaper og automatisere produksjonen.

4. Innføring av aluminium, stål og plastskall i stedet for bly. Mantlene må være lufttette og sikre stabiliteten til kabelens elektriske parametere gjennom hele levetiden. 5. Utvikling og introduksjon i produksjon av økonomisk design av kabler for intrazonal kommunikasjon (enkelt-koaksial, enkelt-fire, upansret). 6. Oppretting av skjermede kabler som pålitelig beskytter informasjonen som overføres gjennom dem mot ytre elektromagnetiske påvirkninger og tordenvær, spesielt kabler i to-lags kappe som aluminiumsstål og aluminiumbly.

7. Øke den elektriske styrken til isolasjonen til kommunikasjonskabler. En moderne kabel skal samtidig ha egenskapene til både en høyfrekvent kabel og en kraftkabel, og sikre overføring av strømmer høyspenning for ekstern strømforsyning av ubetjente forsterkerpunkter over lange avstander.

Første skritt mot kunnskap. Stephen Gray (1670–1736)

Den ledende strukturen besto av et glassrør og en kork plassert i det. Når røret ble gnidd, begynte korken å trekke til seg små papirbiter og halm. Gradvis økende lengden på korken, legge flis inn i den, bemerket Gray at den samme effekten var gyldig til slutten av kjeden.

Ved å bytte ut korken med et vått hampetau klarte han å nå en lengde på den overførte elektriske ladningsavstanden på opptil 250 meter.

Men det var nødvendig å sørge for at elektrisiteten ikke ble overført av tyngdekraften i vertikal posisjon, og Gray gjentok eksperimentet og plasserte strukturen i horisontal posisjon. Eksperimentet var dobbelt vellykket, da det ble funnet at dette ikke overføres over jorden.

Senere viste det seg at ikke alle stoffer har egenskapen elektrisk ledningsevne. I løpet av videre forskning ble de delt inn i «dirigenter» og «ikke-konduktører». Som du vet, er hovedlederne alle typer metaller, løsninger av elektrolytter, salter, kull.

Ikke-ledere inkluderer stoffer der elektriske ladninger ikke kan bevege seg fritt, som gasser, væsker, glass, plast, gummi, silke og andre.

Dermed avslørte og beviste Stephen Gray eksistensen av slike fenomener som elektrostatisk induksjon, samt distribusjon og bevegelse av elektrisk ladning mellom legemer.

For sine prestasjoner og bidrag til utviklingen av vitenskapen var forskeren ikke bare den første nominerte, men også den første som ble tildelt den høyeste prisen til Royal Society - Copley-medaljen.

På vei til isolasjon. Tiberio Cavallo (1749–1809)

En tilhenger av Stefano Gray innen forskning på elektrisk ledningsevne, Tiberio Cavallo, en italiensk vitenskapsmann bosatt i England, utviklet en metode for å isolere ledninger i 1780.

Deres foreslåtte ordning var følgende handlingssekvens:

To strakte ledninger laget av kobber og messing må brennes enten i stearinlys bål eller med et rødglødende jernstykke, deretter belegges med et lag harpiks, og så vikles på dem med et stykke linbånd med harpiksimpregnering.

Deretter ble den dekket med et ekstra beskyttende lag "ulltrekk". Det var ment å produsere slike produkter i segmenter fra 6 til 9 meter. For å få en større lengde ble delene forbundet ved å vikle på silkebiter impregnert med olje.

Den første kabelen og dens bruk. Francisco de Salva (1751–1828)

Francisco Salva, en kjent vitenskapsmann og lege i Spania, dukket i 1795 opp for medlemmene av Barcelona Academy of Sciences med en rapport om telegrafen og dens kommunikasjonslinjer, der begrepet "kabel" først ble brukt.

Han hevdet at ledningene ikke kunne lokaliseres eksternt, men tvert imot kunne de vris i form av en kabel, som gjør det mulig å plassere den hengende i luften.

Dette ble avslørt i løpet av eksperimenter med kabelisolering: alle ledningene som er inkludert i sammensetningen ble først pakket inn med harpiksimpregnert papir, deretter ble de vridd og i tillegg pakket inn i flerlagspapir. Dermed ble eliminering av tap av elektrisitet oppnådd.

Samtidig foreslo Salva muligheten for vanntetting, gitt det faktum at forskeren ikke kunne vite om materialene som gjelder for denne typen konstruksjon.

Francisco Salva utviklet et prosjekt for luftoverføringslinjer mellom Madrid og Aranjuez, som ble utført for første gang i 1796 i verden. Senere, i 1798, ble det reist en «kongelig» kommunikasjonslinje.

Ved begynnelsen av dannelsen av det menneskelige samfunn var kommunikasjon mellom mennesker svært knapp. En gren stukket ned i bakken viste i hvilken retning og hvor langt folket hadde gått; spesielt plasserte steiner advart om utseendet til fiender; hakk på pinner eller trær meldte om jaktbytte osv. Det var også en primitiv overføring av signaler over en avstand. Meldinger kodet som et visst antall rop eller trommeslag med en skiftende rytme inneholdt denne eller den informasjonen.

Tiende bind av "General History" til den antikke greske historikeren Polybius (ca. 201-120 f.Kr.) beskriver en metode for å overføre meldinger over en avstand ved hjelp av fakler (fakkeltelegraf), oppfunnet av de aleksandrinske forskerne Cleoxen og Democlitus.

I 1800 skapte den italienske forskeren A. Volta den første kjemiske strømkilden. Denne oppfinnelsen gjorde det mulig for den tyske vitenskapsmannen S. Semmering å bygge og presentere i 1809 for Münchens vitenskapsakademi et prosjekt for en elektrokjemisk telegraf. I oktober 1832 ble den første offentlige demonstrasjonen av den elektromagnetiske telegrafen av den russiske vitenskapsmannen P.L. Schilling. Samme år ble det ved hjelp av Schillings telegraf etablert en forbindelse mellom Vinterpalasset og Jernbanedepartementet.

En ekte revolusjon innen telekommunikasjon via tråd ble gjort av den russiske akademikeren B.S. Jacobi og den amerikanske vitenskapsmannen S. Morse, som uavhengig foreslo en skriftlig telegraf.

I 1841 f.Kr. Jacobi satte i drift en linje utstyrt med skrivetelegraf og tilkopling Vinterpalasset med hovedkvarteret. To år senere ble en tilsvarende linje med en lengde på 25 km bygget mellom St. Petersburg og Tsarskoye Selo. I 1850 f.Kr. Jacobi designet den første direktetrykkmaskinen. I juni 1866 ble en kabel lagt gjennom Atlanterhavet. Europa og Amerika ble forbundet med telegraf.

Telegrafens fødsel satte fart på telefonens utseende. Siden 1837 har mange oppfinnere forsøkt å overføre menneskelig tale over en avstand ved hjelp av elektrisitet. I 1876 Den amerikanske oppfinneren A.G. Bell patenterte en enhet for å overføre stemme over ledninger - telefonen. I 1878 designet den russiske forskeren M. Makhalsky den første følsomme mikrofonen med karbonpulver.

Til å begynne med ble telegraflinjer brukt til telefonkommunikasjon. En spesiell to-leder telefonlinje ble designet i 1895 av professor P.D. Voinarovsky og ble bygget i 1898 mellom St. Petersburg og Moskva.

I 1886 ble den russiske fysikeren P.M. Golubitsky utviklet en ny telefonkommunikasjonsordning. I henhold til denne ordningen ble mikrofonene til abonnenttelefoner drevet av ett (sentralt) batteri plassert ved telefonsentralen. De første telefonsentralene i Russland ble bygget i 1882–1883. i Moskva, Petersburg, Odessa.

Den første offentlige demonstrasjonen av A.S. Popov for å motta elektromagnetiske bølger fant sted 7. mai 1895. Denne dagen gikk over i historien som dagen radioen ble oppfunnet.

Ansatte ved Nizhny Novgorod-laboratoriet etablert i 1918 (det ble ledet av M.A. Bonch-Bruevich) bygde allerede i 1922 verdens første kringkastingsstasjon i Moskva med en kapasitet på 12 kW.

I 1935, mellom New York og Philadelphia, ble en radioforbindelse på ultrakorte bølger satt i drift, som senere ble kalt "radiorelélinjen".

Fra nå av strakte kjeder av radiorelélinjer seg til alle ender av kloden. Byggingen av den første radiorelélinjen i vårt land ble utført i 1953 mellom Moskva og Ryazan.

"Pip...pip...pip." Disse signalene ble hørt den 4. oktober 1957 av hele verden. Tiden for romutforskning har kommet. En veldig kort tid skiller oss fra denne datoen, og tusenvis av kunstige satellitter har allerede blitt skutt opp i rombaner, og tjener regelmessig mennesket.

Den 23. april 1965 ble den kunstige jordsatellitten Molniya-1 skutt opp i USSR, om bord på denne var det en sender- og reléstasjon.

I 1960 ble verdens første laser laget i Amerika. Dette ble mulig etter utseendet til verkene til sovjetiske forskere V.A. Fabrikant, N.G. Basova og A.M. Prokhorov og den amerikanske vitenskapsmannen C. Towns, som mottok Nobelprisen.

"Lær" lasere å overføre informasjon over en avstand begynte kort tid etter oppfinnelsen. De første laserkommunikasjonslinjene dukket opp på begynnelsen av 60-tallet av dette århundret. I vårt land ble den første slike linjen bygget i 1964 i Leningrad.

Muskovitter er godt kjent med slike hjørner av hovedstaden som Leninskiye Gory og Zubovskaya-plassen. I 1966 lyste en rød tråd av laserlys mellom dem. Hun koblet sammen to bysentraler som ligger i en avstand på 5 km fra hverandre.

I 1970 ble ultrarent glass produsert av det amerikanske selskapet Corning Glass Company. Dette gjorde det mulig å lage og introdusere optiske kommunikasjonskabler overalt.

I 1947 dukket den første omtalen av et pulskodemodulasjonssystem (PCM) utviklet av Bell opp. Systemet viste seg å være tungvint og ubrukelig. Det var først i 1962 at det første kommersielle overføringssystemet IKM-24 ble satt i drift.

Moderne trender i utviklingen av telekommunikasjon. I de påfølgende årene utviklet kommunikasjon seg langs veien for digitalisering av alle typer informasjon. Dette har blitt den generelle retningen, og gir økonomiske metoder ikke bare for overføring, men også for distribusjon, lagring og prosessering.

Den intensive utviklingen av digitale overføringssystemer forklares av de betydelige fordelene med disse systemene sammenlignet med analoge overføringssystemer: høy støyimmunitet; svak avhengighet av overføringskvaliteten på lengden på kommunikasjonslinjen; stabilitet av elektriske parametere for kommunikasjonskanaler; effektiv bruk av båndbredde ved overføring av diskrete meldinger mv.

I 2002 ble utviklingen av lokal telefonkommunikasjon hovedsakelig utført på grunnlag av moderne digitale sentraler, noe som gjorde det mulig å forbedre kvaliteten og utvide tilbudet av tjenester. Kapasitetskoeffisienten til digitale stasjoner fra den totale installerte kapasiteten til det lokale telefonnettet i 2002. utgjorde om lag 40 % mot 36,2 % i 2001. Per 1. januar 2003 opererte rundt 195 000 langdistanse- og lokale betalingstelefoner på russiske nettverk, inkludert 63 000 universelle. Antallet betalingstelefoner økte med 13% og utgjorde 127,5 tusen enheter. Økningen i antall hovedtelefoner i det lokale telefonnettet utgjorde 1,8 millioner enheter, hovedsakelig på grunn av telefonapparater installert av befolkningen. Det totale antallet abonnenter av mobilmobilkommunikasjon i Russland ved utgangen av 2002 utgjorde 17,7 millioner, økningen i abonnentbasen i forhold til 2001 var 2,3 ganger. I 2002, i løpet av året, økte dataparken i Russland med 20 % sammenlignet med 2001. Antall vanlige Internett-brukere økte med 39 % og nådde 6 millioner mennesker. Volumet av det innenlandske IT-markedet vokste med 9% og utgjorde mer enn 4 milliarder rubler. dollar. I 2002 ble mer enn 50 000 km med kabel- og radiorelékommunikasjonslinjer, 3 millioner automatiske telefonsentralnumre, over 13 millioner mobiltelefonnumre og over 70 000 intercity- og internasjonale kanaler satt i drift.

Mobilradiokommunikasjonsnettverk utvikler seg i et spesielt raskt tempo i verden og i vårt land. Ved antall abonnenter på mobilkommunikasjonssystemet kan man allerede bedømme nivået og livskvaliteten i et gitt land. I denne forstand er veksthastigheten for mobilabonnenter i Russland (nesten 200% per år) en indikator på veksten i samfunnets velferd.

Basert makroøkonomiske indikatorer utvikling Den russiske føderasjonen, definert i retningslinjene for den sosioøkonomiske politikken til regjeringen i Den russiske føderasjonen på lang sikt, vil teinnen 2010 karakteriseres som følger (tabell 1).

Tabell 1. Indikatorer for utviklingen av telekommunikasjon i Russland for perioden frem til 2010

Menneskeheten beveger seg mot etableringen av det globale informasjonssamfunnet. Grunnlaget vil være den globale informasjonsinfrastrukturen, som vil inkludere kraftige transportkommunikasjonsnettverk og distribuerte aksessnettverk som gir informasjon til brukerne. Globalisering av kommunikasjon og dens personalisering(bringer kommunikasjonstjenester til hver bruker) - dette er to sammenhengende problemer som er vellykket løst på dette stadiet av menneskelig utvikling av telekommunikasjonsspesialister.

Den videre utviklingen av telekommunikasjonsteknologier vil gå i retning av å øke hastigheten på informasjonsoverføring, intellektualisering av nettverk og sikre brukernes mobilitet.

høye hastigheter. Nødvendig for overføring av bilder, inkludert TV, integrering av ulike typer informasjon i multimediaapplikasjoner, organisering av kommunikasjon mellom lokale, urbane og territorielle nettverk.

Intelligens. Det vil øke fleksibiliteten og påliteligheten til nettverket, gjøre det enklere å administrere globale nettverk. Takket være intellektualiseringen av nettverk, slutter brukeren å være en passiv forbruker av tjenester, og blir til en aktiv klient - en klient som aktivt vil kunne administrere nettverket ved å bestille tjenestene han trenger.

Mobilitet. Suksesser innen miniatyrisering av elektroniske enheter, reduksjon av kostnadene deres skaper forutsetninger for den globale spredningen av mobile terminalenheter. Dette gjør det til en reell oppgave å tilby kommunikasjonstjenester til alle når som helst og hvor som helst.

Avslutningsvis merker vi oss at mengden informasjon som overføres gjennom informasjons- og ti verden dobles hvert 2.-3. år. Nye grener av informasjonsindustrien dukker opp og utvikler seg vellykket, informasjonskomponenten i den økonomiske aktiviteten til markedsenheter og innflytelsen fra informasjonsteknologier om nasjoners vitenskapelige, tekniske, intellektuelle potensial og helse. Begynnelsen av det 21. århundre blir sett på som en æra av informasjonssamfunnet, som krever for sin effektiv utvikling opprettelse av en global informasjons- og telekommunikasjonsinfrastruktur, hvis utviklingstempo bør være foran utviklingstempoet for økonomien som helhet. Samtidig bør etableringen av den russiske informasjons- og tbetraktes som den viktigste faktoren i fremveksten av den nasjonale økonomien, veksten av næringslivet og intellektuell aktivitet i samfunnet, og styrkingen av landets autoritet i det internasjonale samfunnet.

(Dokument)

Gitin V.Ya., Kochanovsky L.N. Fiberoptiske overføringssystemer (dokument)

Forelesninger - Fiberoptiske overføringssystemer (forelesning)

Sharvarko V.G. Fiberoptiske kommunikasjonslinjer (dokument)

Degtyarev A.I., Tezin A.V. Fiberoptiske overføringssystemer (dokument)

Fokin V.G. Fiberoptiske overføringssystemer (dokument)

Ivanov V.A. Forelesninger: Målinger på fiberoptiske overføringssystemer (Dokument)

Okosi T. Fiberoptiske sensorer (dokument)

n1.doc

Innhold

Introduksjon
Hoveddel

Historie om utviklingen av kommunikasjonslinjer
Design og egenskaper optiske kabler forbindelser
2. Optiske fibre og egenskaper ved deres produksjon
3. Design av optiske kabeler
Grunnleggende krav til kommunikasjonslinjer
Fordeler og ulemper med optiske kabler

Konklusjon
Bibliografi

Introduksjon
I dag, mer enn noen gang, trenger regionene i CIS-landene kommunikasjon, både kvantitativt og kvalitativt. Lederne i regionene er først og fremst bekymret for det sosiale aspektet ved dette problemet, fordi telefonen er en absolutt nødvendighet. Kommunikasjon påvirker også den økonomiske utviklingen i regionen, dens investeringsattraktivitet. Samtidig søker teleoperatørene, som bruker mye krefter og penger på å støtte det nedslitte telefonnettet, fortsatt midler til utvikling av sine nettverk, til digitalisering og innføring av fiberoptiske og trådløse teknologier.

På dette tidspunktet er det en situasjon der nesten alle store russiske avdelinger gjennomfører en storstilt modernisering av telekommunikasjonsnettverket.

I løpet av den siste utviklingsperioden innen kommunikasjon har optiske kabler (OC) og fiberoptiske overføringssystemer (FOTS) blitt mest utbredt, som ved sine egenskaper langt overgår alle tradisjonelle kabler i kommunikasjonssystemet. Kommunikasjon via fiberoptiske kabler er en av hovedretningene for vitenskapelig og teknologisk fremgang. Optiske systemer og kabler brukes ikke bare for organisering av by- og, men også for kabel-tv, videotelefoni, radiokringkasting, datateknologi, teknologisk kommunikasjon, etc.

Ved bruk av fiberoptisk kommunikasjon øker mengden informasjon som overføres dramatisk sammenlignet med så utbredte midler som satellittkommunikasjon og radiorelélinjer, dette skyldes det faktum at fiberoptiske overføringssystemer har større båndbredde.

For ethvert kommunikasjonssystem er tre faktorer viktige:

Informasjonskapasiteten til systemet, uttrykt i antall kommunikasjonskanaler, eller informasjonsoverføringshastigheten, uttrykt i bits per sekund;

Dempning, som bestemmer den maksimale lengden på regenereringsseksjonen;

Motstand mot miljøpåvirkninger;

Den viktigste faktoren i utviklingen av optiske systemer og kommunikasjonskabler var utseendet til optisk kvantegenerator- laser. Ordet laser er bygd opp av de første bokstavene i uttrykket Light Amplification by Emission of Radiation - lysforsterkning ved indusert stråling. Lasersystemer opererer i det optiske bølgelengdeområdet. Hvis frekvenser brukes til kabeloverføring - megahertz, og for bølgeledere - gigahertz, brukes det synlige og infrarøde spekteret til det optiske bølgeområdet (hundrevis av gigahertz) for lasersystemer.

Styresystemet for fiberoptiske kommunikasjonssystemer er dielektriske bølgeledere, eller fibre, som de kalles på grunn av de små tverrgående dimensjonene og metoden for å oppnå. På tidspunktet da den første fiberen ble produsert var dempningen i størrelsesorden 1000 dB/km, dette skyldtes tap på grunn av ulike urenheter i fiberen. I 1970 ble det laget optiske fibre med en dempning på 20 dB/km. Kjernen i denne fiberen var laget av kvarts med tilsetning av titan for å øke brytningsindeksen, og ren kvarts fungerte som kledning. I 1974 demping ble redusert til 4 dB / km, og i 1979. Optiske fibre med en dempning på 0,2 dB/km ved en bølgelengde på 1,55 µm ble oppnådd.

Fremskritt i teknologien for å skaffe lysledere med lave tap stimulerte arbeidet med å lage fiberoptiske kommunikasjonslinjer.

Optiske fiberkommunikasjonslinjer har følgende fordeler i forhold til konvensjonelle kabellinjer:

Høy støyimmunitet, ufølsomhet for eksterne elektromagnetiske felt og praktisk talt ingen krysstale mellom individuelle fibre lagt sammen i en kabel.

Betydelig høyere båndbredde.

Liten vekt og totalmål. Dette reduserer kostnadene og tiden for å legge den optiske kabelen.

Fullstendig elektrisk isolasjon mellom inngangen og utgangen til kommunikasjonssystemet, så ingen felles jording av sender og mottaker er nødvendig. Du kan reparere den optiske kabelen uten å slå av utstyret.

Fravær kortslutninger, som et resultat av at optiske fibre kan brukes til å krysse farlige områder uten frykt for kortslutninger, som er årsaken til brann i områder med brennbare og brennbare medier.

Potensielt lav kostnad. Selv om optiske fibre er laget av ultraklart glass med urenheter på mindre enn noen få deler per million, er kostnadene ikke høye når de masseproduseres. I tillegg bruker ikke produksjonen av optiske fibre så dyre metaller som kobber og bly, hvis reserver på jorden er begrenset. Kostnaden er elektriske linjer Etterspørselen etter koaksialkabler og bølgeledere øker stadig både med mangel på kobber og med en økning i kostnadene for energikostnader for produksjon av kobber og aluminium.

Det har vært en enorm fremgang i utviklingen av fiberoptiske kommunikasjonslinjer (FOCL) rundt om i verden. For tiden produseres fiberoptiske kabler og overføringssystemer for dem av mange land i verden.

Spesiell oppmerksomhet her og i utlandet rettes mot opprettelsen og implementeringen av single-mode overføringssystemer over optiske kabler, som anses som den mest lovende retningen i utviklingen av kommunikasjonsteknologi. Fordelen med enkeltmodussystemer er muligheten for å overføre en stor informasjonsflyt over de nødvendige avstandene med store lengder av regenereringsseksjoner. Allerede nå er det fiberoptiske linjer for et stort antall kanaler med en regenereringsseksjonslengde på 100 ... 150 km. Nylig produseres det 1,6 millioner km årlig i USA. optiske fibre, med 80 % av dem i en enkeltherd-versjon.

Moderne innenlandske andregenerasjons fiberoptiske kabler har blitt mye brukt, og produksjonen av disse har blitt mestret av den innenlandske kabelindustrien, de inkluderer kabler av typen:

OKK - for urbane telefonnettverk;

OKZ - for intrazonal;

OKL - for ryggradskommunikasjonsnettverk;

Fiberoptiske overføringssystemer brukes i alle deler av det primære VSS-nettverket for ryggrad, sone og lokal kommunikasjon. Kravene til slike overføringssystemer varierer i antall kanaler, parametere og tekniske og økonomiske indikatorer.

På stamnett og sonenett brukes digitale fiberoptiske overføringssystemer, i lokale nettverk brukes digitale fiberoptiske overføringssystemer også for å organisere forbindelseslinjer mellom sentraler, og på abonnentdelen av nettverket, både analoge (f.eks. å organisere en TV-kanal) og digitale overføringssystemer kan brukes. .

Maksimal lengde på de lineære banene til hovedoverføringssystemene er 12 500 km. Med en gjennomsnittlig lengde på ca 500 km. Den maksimale lengden på de lineære banene til overføringssystemene til det intrazonale primærnettet kan ikke være mer enn 600 km. Med en gjennomsnittlig lengde på 200 km. Maksimal lengde på bystamlinjer for ulike systemer girkassen er 80...100 km.
Mennesket har fem sanser, men en av dem er spesielt viktig - dette er syn. Gjennom øynene oppfatter en person det meste av informasjonen om verden rundt seg 100 ganger mer enn gjennom hørsel, for ikke å snakke om berøring, lukt og smak.

brukt ild og deretter ulike typer kunstige lyskilder for å gi signaler. Nå var både lyskilden og prosessen med lysmodulasjon i menneskets hender. Han bygget faktisk det vi i dag kaller en optisk kommunikasjonslinje eller et optisk kommunikasjonssystem, inkludert en sender (kilde), en modulator, en optisk kabellinje og en mottaker (øye). Etter å ha definert konverteringen av et mekanisk signal til et optisk som modulasjon, for eksempel åpning og lukking av en lyskilde, kan vi observere den omvendte prosessen i mottakeren - demodulasjon: konvertering av et optisk signal til et signal av en annen type for videre behandling i mottakeren.

Slik behandling kan for eksempel være transformasjonen

av lysbildet i øyet til en sekvens av elektriske impulser

menneskets nervesystem. Hjernen er inkludert i prosesseringsprosessen som siste ledd i kjeden.

En annen svært viktig parameter som brukes i meldingsoverføring er modulasjonshastigheten. Øyet er begrenset i så henseende. Den er godt tilpasset oppfatningen og analysen av komplekse bilder av omverdenen, men kan ikke følge enkle lysstyrkefluktuasjoner når de følger raskere enn 16 ganger per sekund.

Historie om utviklingen av kommunikasjonslinjer

Kommunikasjonslinjer oppsto samtidig med bruken av den elektriske telegrafen. De første kommunikasjonslinjene var kabel. På grunn av ufullkommenhet i kabeldesignet, ga imidlertid underjordiske kabelkommunikasjonslinjer snart plass til overhead. Den første langdistanse luftledningen ble bygget i 1854 mellom St. Petersburg og Warszawa. På begynnelsen av 70-tallet av forrige århundre ble det bygget en overliggende telegraflinje fra St. Petersburg til Vladivostok, omtrent 10 tusen km lang. I 1939 ble verdens største høyfrekvente telefonlinje Moskva-Khabarovsk, 8300 km lang, satt i drift.

Opprettelsen av de første kabellinjene er assosiert med navnet på den russiske forskeren P. L. Schilling. Allerede i 1812 demonstrerte Schilling i St. Petersburg eksplosjonene av sjøminer ved å bruke en isolert konduktør han hadde laget for dette formålet.

I 1851, samtidig med byggingen jernbane mellom Moskva og St. Petersburg ble det lagt en telegrafkabel, isolert med guttaperka. De første undersjøiske kablene ble lagt i 1852 over Nord-Dvina og i 1879 over Det Kaspiske hav mellom Baku og Krasnovodsk. I 1866 ble en kabeltransatlantisk telegraflinje mellom Frankrike og USA satt i drift,

I 1882-1884. i Moskva, Petrograd, Riga, Odessa ble de første urbane telefonnettverkene i Russland bygget. På 90-tallet av forrige århundre ble de første kablene, nummerert opptil 54 ledninger, suspendert på bytelefonnettene i Moskva og Petrograd. I 1901 begynte byggingen av et underjordisk bytelefonnettverk.

De første designene av kommunikasjonskabler, som dateres tilbake til begynnelsen av 1900-tallet, gjorde det mulig å utføre telefonoverføring over korte avstander. Dette var de såkalte urbane telefonkablene med luft-papir-isolasjon og tvunnet i par. I 1900-1902. det ble gjort et vellykket forsøk på å øke overføringsrekkevidden ved å kunstig øke induktansen til kabler ved å inkludere induktorer i kretsen (Pupins forslag), samt bruk av ledende ledninger med ferromagnetisk vikling (Kruppas forslag). Slike metoder på det stadiet gjorde det mulig å øke rekkevidden av telegraf- og telefonkommunikasjon flere ganger.

Et viktig stadium i utviklingen av kommunikasjonsteknologi var oppfinnelsen, og startet fra 1912-1913. mestre produksjonen av elektroniske lamper. I 1917 utviklet og testet V. I. Kovalenkov en telefonforsterker ved bruk av elektroniske rør på linjen. I 1923 ble det opprettet en telefonforbindelse med forsterkere på linjen Kharkov-Moskva-Petrograd.

På 1930-tallet begynte utviklingen av flerkanals overføringssystemer. Deretter førte ønsket om å utvide utvalget av overførte frekvenser og øke båndbredden til linjene til etableringen av nye typer kabler, den såkalte koaksiale. Men masseproduksjonen deres daterer seg bare tilbake til 1935, da det dukket opp nye høykvalitets dielektriske stoffer som eskapon, høyfrekvent keramikk, polystyren, styroflex osv. Disse kablene tillater overføring av energi ved en strømfrekvens på opptil flere millioner hertz og tillate overføring av TV-programmer over lange avstander. Den første koaksiallinjen for 240 HF-telefonikanaler ble lagt i 1936. De første transatlantiske undersjøiske kablene, lagt i 1856, organiserte kun telegrafkommunikasjon, og bare 100 år senere, i 1956, ble det bygget en undersjøisk koaksialtrunk mellom Europa og Amerika for flerkanaler telefoni.

I 1965-1967. Eksperimentelle bølgelederkommunikasjonslinjer dukket opp for overføring av bredbåndsinformasjon, samt kryogene superledende kabellinjer med svært lav demping. Siden 1970 har det vært aktivt utviklet arbeid med å lage lysledere og optiske kabler ved bruk av synlig og infrarød stråling i det optiske bølgeområdet.

Opprettelsen av en fiberlysleder og oppnåelsen av kontinuerlig generering av en halvlederlaser spilte en avgjørende rolle i den raske utviklingen av fiberoptisk kommunikasjon. På begynnelsen av 1980-tallet hadde fiberoptiske kommunikasjonssystemer blitt utviklet og testet under reelle forhold. De viktigste bruksområdene for slike systemer er telefonnettet, kabel-tv, kommunikasjon mellom objekter, datateknologi, prosesskontroll og styringssystemer, etc.

I Russland og andre land er urbane og langdistanse fiberoptiske kommunikasjonslinjer lagt. De får en ledende plass i den vitenskapelige og teknologiske utviklingen i kommunikasjonsindustrien.
Design og egenskaper for optiske kommunikasjonskabler
Varianter av optiske kommunikasjonskabler

En optisk kabel består av optiske fibre av kvartsglass (lysledere) vridd i henhold til et bestemt system, innelukket i en felles beskyttende kappe. Om nødvendig kan kabelen inneholde kraft (forsterkning) og dempeelementer.

Eksisterende OK-er i henhold til deres formål kan klassifiseres i tre grupper: hoved-, sone- og urbane. Undervann, objekt og installasjon OK er tildelt i egne grupper.

Trunk OK er ment å overføre informasjon over lange avstander og et betydelig antall kanaler. De må ha lav demping og spredning og høy informasjonsgjennomstrømning. En single-mode fiber med en kjerne og kledning på 8/125 µm brukes. Bølgelengde 1,3...1,55 µm.

Zonal OKs tjener til å organisere flerkanalskommunikasjon mellom regionsenteret og regioner med en kommunikasjonsrekkevidde på opptil 250 km. Gradientfibre med dimensjoner 50/125 µm brukes. Bølgelengde 1,3 µm.

City OK brukes som forbindelse mellom byautomatiske telefonsentraler og kommunikasjonssentraler. De er designet for korte avstander (opptil |10 km) og et stort antall kanaler. Fibre - gradient (50/125 mikron). Bølgelengde 0,85 og 1,3 µm. Disse linjene fungerer som regel uten mellomliggende lineære regeneratorer.

Ubåt OK beregnet for kommunikasjon gjennom store vannsperrer. De må ha høy mekanisk strekkfasthet og ha pålitelige fuktbestandige belegg. Det er også viktig for ubåtkommunikasjon å ha lav demping og lange regenereringslengder.

Objekt OK tjener til å formidle informasjon i et objekt. Dette inkluderer kontor- og videotelefoni, internt nettverk kabel-TV, samt informasjonssystemer om bord for mobile objekter (fly, skip, etc.).

Montering OK brukes for intra- og interenhetsmontering av utstyr. De er laget i form av bunter eller flate bånd.
Optiske fibre og egenskaper ved deres produksjon

Hovedelementet i den optiske fiberen er en optisk fiber (optisk fiber), laget i form av en tynn sylindrisk glassfiber, gjennom hvilken lyssignaler overføres med bølgelengder på 0,85 ... 1,6 μm, som tilsvarer et frekvensområde på (2,3 ... 1 ,2) 10 14 Hz.

Lyslederen har en to-lags design og består av en kjerne og en kledning med ulike brytningsindekser. Kjernen tjener til å overføre elektromagnetisk energi. Shell Formål - Oppretting bedre forhold refleksjoner ved "kjerne-skall"-grensesnittet og beskyttelse mot forstyrrelser fra det omkringliggende rommet.

Kjernen av fiberen består som regel av kvarts, og kledningen kan være kvarts eller polymer. Den første fiberen kalles kvarts-kvarts, og den andre kalles kvarts-polymer (organisk silisiumforbindelse). Basert på de fysisk-optiske egenskapene, foretrekkes den første. Kvartsglass har følgende egenskaper: brytningsindeks 1,46, varmeledningsevne 1,4 W/mk, tetthet 2203 kg/m 3 .

Utenfor lyslederen er det et beskyttende belegg for å beskytte den mot mekaniske påvirkninger og påføre farger. Det beskyttende belegget er vanligvis laget i to lag: først en organisk silisiumforbindelse (SIEL), og deretter en epoksyakrylat, fluorplast, nylon, polyetylen eller lakk. Total fiberdiameter 500...800 µm

Tre typer optiske fibre brukes i eksisterende optiske fiberdesign: trinn med en kjernediameter på 50 μm, gradient med en kompleks (parabolsk) brytningsindeksprofil av kjernen, og enkeltmodus med en tynn kjerne (6 ... 8) μm)
Når det gjelder frekvensbåndbredde og overføringsrekkevidde, er enkeltmodusfibre de beste, og trinnede er de verste.

Det viktigste problemet med optisk kommunikasjon er dannelsen av optiske fibre (OF) med lave tap. Kvartsglass brukes som utgangsmateriale for fremstilling av optiske fibre, som er et godt medium for forplantning av lysenergi. Imidlertid inneholder glass som regel en stor mengde fremmede urenheter, som metaller (jern, kobolt, nikkel, kobber) og hydroksylgrupper (OH). Disse urenhetene fører til en betydelig økning i tap på grunn av absorpsjon og spredning av lys. For å oppnå OF med lave tap og demping er det nødvendig å kvitte seg med urenheter slik at det blir et kjemisk rent glass.

For tiden er den mest brukte metoden for å lage OF med lave tap ved kjemisk dampavsetning.

Innhenting av OF ved kjemisk dampavsetning utføres i to trinn: en to-lags kvartspreform produseres og en fiber trekkes fra den. Arbeidsstykket er laget som følger
En stråle av klorert kvarts og oksygen føres inn i et hult kvartsrør med en brytningsindeks på 0,5...2 m lang og 16...18 mm i diameter. Som et resultat kjemisk reaksjon ved høye temperaturer (1500...1700°C) avsettes ren kvarts i lag på den indre overflaten av røret. Dermed er hele det indre hulrommet i røret fylt, bortsett fra selve midten. For å eliminere denne luftkanalen påføres en enda høyere temperatur (1900 ° C.), på grunn av hvilken kollapsen oppstår og den rørformede barren omdannes til en solid sylindrisk barre. Den rene avsatte kvartsen blir da kjernen i den optiske fiberen med en brytningsindeks , og selve røret fungerer som et skall med brytningsindeks . Trekningen av fiberen fra arbeidsstykket og viklingen av den på mottakstrommelen utføres ved glassmykningstemperaturen (1800...2200°C). Mer enn 1 km optisk fiber oppnås fra en preform som er 1 m lang.
Verdighet denne metoden er ikke bare å oppnå OF med en kjerne av kjemisk ren kvarts, men også muligheten for å lage gradientfibre med en gitt brytningsindeksprofil. Dette gjøres: ved bruk av legert kvarts med titan, germanium, bor, fosfor eller andre reagenser. Avhengig av tilsetningsstoffet som brukes, kan brytningsindeksen til fiberen variere. Så germanium øker, og bor reduserer brytningsindeksen. Ved å velge oppskriften på dopet kvarts og observere en viss mengde additiv i lagene som er avsatt på den indre overflaten av røret, er det mulig å gi det nødvendige endringsmønsteret over tverrsnittet av fiberkjernen.

Design av optiske kabeler

OK-konstruksjoner bestemmes i hovedsak av formålet og anvendelsesområdet. I denne forbindelse er det mange konstruktive alternativer. For tiden utvikles og produseres et stort antall typer kabler i forskjellige land.

Imidlertid kan hele utvalget av eksisterende typer kabler deles inn i tre grupper

konsentriske trådede kabler
formede kjernekabler
flate kabler beltetype.

Kablene til den første gruppen har en tradisjonell vridd konsentrisk kjerne, lik elektriske kabler. Hver påfølgende vikling av kjernen har seks flere fibre sammenlignet med den forrige. Slike kabler er hovedsakelig kjent med antall fibre 7, 12, 19. Oftest er fibrene plassert i separate plastrør, som danner moduler.

Kablene til den andre gruppen har en figurformet plastkjerne i midten med spor der de optiske fibrene er plassert. Sporene og følgelig fibrene er plassert langs helicoiden, og derfor opplever de ikke en langsgående effekt på gapet. Slike kabler kan inneholde 4, 6, 8 og 10 fibre. Hvis du trenger en kabel stor kapasitet, så brukes flere primærmoduler.

En kabel av båndtypen består av en stabel med flate plastbånd der et visst antall optiske fibre er montert. Oftest er det 12 fibre i båndet, og antall bånd er 6, 8 og 12. Med 12 bånd kan en slik kabel inneholde 144 fibre.

I optiske kabler unntatt OB , har vanligvis følgende elementer:

kraft (forsterkende) stenger som tar på seg den langsgående belastningen, ved brudd;
fyllstoffer i form av kontinuerlige plasttråder;
forsterkende elementer som øker motstanden til kabelen under mekanisk stress;
ytre beskyttelseshylster som beskytter kabelen mot inntrengning av fuktighet, damper skadelige stoffer og ytre mekaniske påvirkninger.

I Russland produseres ulike typer og design av OK. For organisering av flerkanalskommunikasjon brukes hovedsakelig fire- og åttefiberkabler.

Er av interesse OK fransk produksjon. De er som regel fullført fra enhetlige moduler som består av en plaststang med en diameter på 4 mm med ribber langs omkretsen og ti OB-er plassert langs periferien av denne stangen. Kabler inneholder 1, 4, 7 slike moduler. Utvendig har kablene en aluminium og deretter en polyetylenkappe.
Den amerikanske kabelen, mye brukt på GTS, er en stabel med flate plastbånd som inneholder 12 OF-er. Kabelen kan ha fra 4 til 12 bånd som inneholder 48-144 fibre.

I England ble det bygget en eksperimentell kraftoverføringslinje med fasetråder inneholdende OF for teknologisk kommunikasjon langs kraftlinjer. Det er fire OB-er i midten av kraftledningen.

Suspendert OK brukes også. De har en metallkabel innebygd i kabelkappen. Kabler er beregnet for oppheng langs luftledningsstøtter og vegger i bygninger.

For undervannskommunikasjon er OK som regel utformet med et ytre panserdeksel laget av ståltråder (fig. 11). I sentrum er en modul med seks OB-er. Kabelen har et kobber- eller aluminiumsrør. Strøm tilføres gjennom "rør-vann"-kretsen ekstern strømforsyning til uovervåkede forsterkningspunkter under vann.

Grunnleggende krav til kommunikasjonslinjer

Generelt er kravene til en høyt utviklet moderne teknologi telekommunikasjon til langdistanse kommunikasjonslinjer kan formuleres som følger:

kommunikasjon over avstander opptil 12 500 km innenfor landet og opptil 25 000 for internasjonal kommunikasjon;
bredbånd og egnethet for overføring av ulike typer moderne informasjon (tv, telefoni, dataoverføring, kringkasting, overføring av avissider, etc.);
beskyttelse av kretser fra gjensidig og ekstern interferens, samt fra lyn og korrosjon;
stabiliteten til de elektriske parameterne til linjen, stabilitet og pålitelighet av kommunikasjon;
effektiviteten til kommunikasjonssystemet som helhet.

En intercity kabellinje er en kompleks teknisk struktur som består av et stort antall elementer. Siden linjen er beregnet for langsiktig drift (tivis av år) og uavbrutt drift av hundrevis og tusenvis av kommunikasjonskanaler må sikres på den, da til alle elementer av lineært kabelutstyr, og først og fremst til kabler og kabeltilbehør inkludert i lineær signaloverføringsvei er høye krav. Valget av type og utforming av kommunikasjonslinjen bestemmes ikke bare av prosessen med energiutbredelse langs linjen, men også av behovet for å beskytte tilstøtende RF-kretser mot gjensidig forstyrrende påvirkning. Kabeldielektrikk velges basert på kravet om å gi størst kommunikasjonsrekkevidde i RF-kanaler med minimale tap.

I samsvar med dette utvikler kabelteknologi seg i følgende retninger:

Overveiende utvikling av koaksiale systemer, som gjør det mulig å organisere kraftige kommunikasjonsstråler og sende TV-programmer over lange avstander via et enkeltkabel kommunikasjonssystem.
Opprettelse og implementering av lovende kommunikasjons OKs som gir et stort antall kanaler og ikke krever knappe metaller (kobber, bly) for deres produksjon.
Utbredt introduksjon av plast (polyetylen, polystyren, polypropylen, etc.) i kabelteknologi, som har gode elektriske og mekaniske egenskaper og gjør det mulig å automatisere produksjonen.
Innføring av aluminium, stål og plasthylster i stedet for bly. Mantlene må være lufttette og sikre stabiliteten til kabelens elektriske parametere gjennom hele levetiden.
Utvikling og introduksjon i produksjon av økonomisk design av kabler for intrazonal kommunikasjon (enkel-koaksial, enkelt-quad, panserløs).
Opprettelse av skjermede kabler som på en pålitelig måte beskytter informasjonen som overføres gjennom dem mot eksterne elektromagnetiske påvirkninger og tordenvær, spesielt kabler i to-lags skall av typen aluminium-stål og aluminium-bly.
Øke den elektriske styrken til isolasjonen til kommunikasjonskabler. En moderne kabel skal samtidig ha egenskapene til både en høyfrekvent kabel og en kraftkabel, og sikre overføring av høyspentstrømmer for fjernstrømforsyning av ubetjente forsterkerpunkter over lange avstander.

Fordeler med optiske kabler og deres omfang

Sammen med å spare ikke-jernholdige metaller, og først og fremst kobber, har optiske kabler følgende fordeler:

bredbånd, evnen til å overføre en stor flyt av informasjon (flere tusen kanaler);
lave tap og følgelig store lengder på kringkastingsseksjoner (30...70 og 100 km);
små totale dimensjoner og vekt (10 ganger mindre enn elektriske kabler);
høy beskyttelse mot ytre påvirkninger og krysstale;
pålitelig sikkerhetsteknologi (ingen gnister og kortslutninger).

Ulempene med optiske kabler inkluderer:

følsomhet for optiske fibre for stråling, på grunn av hvilke blackout-flekker vises og demping øker;
hydrogenkorrosjon av glass, noe som fører til mikrosprekker i den optiske fiberen og forringelse av dens egenskaper.

Fordeler og ulemper med fiberoptisk kommunikasjon
Fordeler med åpne kommunikasjonssystemer:

Høyere forhold mellom mottatt signaleffekt og utstrålt effekt med mindre blenderåpninger på sender- og mottakerantenner.
Bedre romlig oppløsning med mindre sender- og mottakerantenneåpninger
Svært små dimensjoner på sende- og mottaksmodulene som brukes til kommunikasjon over avstander opptil 1 km
God kommunikasjonshemmelighet
Utvikling av en ubrukt del av spekteret av elektromagnetisk stråling
Du trenger ikke å få tillatelse til å betjene kommunikasjonssystemet

Ulemper med åpne kommunikasjonssystemer:

Lav egnethet for radiokringkasting på grunn av laserstrålens høye retningsevne.
Høy nødvendig pekenøyaktighet for sender- og mottakerantenner
Lav effektivitet av optiske emittere
Relativt høy level støy i mottakeren, delvis på grunn av kvantenaturen til den optiske signaldeteksjonsprosessen
Påvirkning av atmosfæriske egenskaper på kommunikasjonspålitelighet
Mulighet for maskinvarefeil.

Fordeler med å styre kommunikasjonssystemer:

Muligheten for å få optiske fibre med lav demping og spredning, som gjør det mulig å gjøre avstander mellom repeatere store (10 ... 50 km)
Enkeltfiberkabel med liten diameter
Tillatelse av fiberbøyning under små radier
Lav vekt på optisk kabel med høy informasjonsgjennomstrømning
Rimelig fibermateriale
Muligheten for å skaffe optiske kabler som ikke har elektrisk ledningsevne og induktans
Ubetydelig krysstale

Høy kommunikasjonshemmelighet: signalavlytting er kun mulig med direkte tilkobling til separat fiber
Fleksibilitet ved implementering av nødvendig båndbredde: optiske fibre forskjellige typer lar deg erstatte elektriske kabler i digitale kommunikasjonssystemer på alle nivåer i hierarkiet
Mulighet for kontinuerlig forbedring av kommunikasjonssystemet

Ulemper med å styre kommunikasjonssystemer:

Vanskeligheter med å skjøte (skjøte) optiske fibre
Behovet for å legge ytterligere elektrisk ledende kjerner i en optisk kabel for å gi strøm til fjernstyrt utstyr
Følsomheten til optisk fiber for effekten av vann når den kommer inn i kabelen
Optisk fiber følsomhet for ioniserende stråling
Lav effektivitet av optiske strålingskilder med begrenset strålingseffekt
Vanskeligheter med å implementere Multiple Access (Parallell) Access Mode ved å bruke en tidsdelingsbuss
Høyt støynivå i mottakeren

Retningslinjer for utvikling og anvendelse av fiberoptikk

Vide horisonter åpne praktisk anvendelse OK og fiberoptiske overføringssystemer i slike sektorer av den nasjonale økonomien som radioelektronikk, informatikk, kommunikasjon, datateknologi, romfart, medisin, holografi, maskinteknikk, kjernekraft osv. Fiberoptikk utvikler seg innen seks områder:

flerkanals informasjonsoverføringssystemer;
kabel-TV;
lokale datanettverk;
sensorer og systemer for innsamling, behandling og overføring av informasjon;
kommunikasjon og telemekanikk på høyspentlinjer;
utstyr og montering av mobile objekter.

Multichannel FOTS begynner å bli mye brukt på ryggraden og sonale kommunikasjonsnettverk i landet, så vel som for enheten for forbindelseslinjer mellom bysentraler. Dette forklares med den store informasjonskapasiteten til OK og deres høye støyimmunitet. Undervanns optiske motorveier er spesielt effektive og økonomiske.

Bruken av optiske systemer i kabel-tv gir høy bildekvalitet og utvider mulighetene for informasjonstjeneste for individuelle abonnenter betydelig. I dette tilfellet implementeres et tilpasset mottakssystem og abonnenter gis mulighet til å motta bilder av avissider, magasinsider og referansedata fra biblioteket og utdanningssentrene på TV-skjermene sine.

På grunnlag av OK opprettes lokale datanettverk med ulike topologier (ring, stjerne, etc.). Slike nettverk gjør det mulig å forene datasentre til ett informasjon System med høy båndbredde, forbedret kvalitet og sikkerhet mot uautorisert tilgang.

Nylig har en ny retning i utviklingen av fiberoptisk teknologi dukket opp - bruken av det midt-infrarøde bølgelengdeområdet på 2 ... 10 mikron. Det forventes at tap i dette området ikke vil overstige 0,02 dB/km. Dette vil tillate kommunikasjon over lange avstander med regenereringssteder opp til 1000 km. Studiet av fluor- og kalkogenidglass med tilsetninger av zirkonium, barium og andre forbindelser som har supertransparens i det infrarøde bølgelengdeområdet gjør det mulig å øke lengden på regenereringsseksjonen ytterligere.

Nye interessante resultater forventes ved bruk av ikke-lineære optiske fenomener, spesielt soliton-regimet for optisk pulsutbredelse, når pulsen kan forplante seg uten å endre form eller periodisk endre form i prosessen med forplantning langs fiberen. Bruken av dette fenomenet i fiberlysledere vil øke mengden overført informasjon og kommunikasjonsrekkevidden betydelig uten bruk av repeatere.

Det er veldig lovende å implementere metoden for frekvensdeling av kanaler i FOCL, som består i det faktum at stråling fra flere kilder som opererer ved forskjellige frekvenser introduseres samtidig i fiberen, og signaler separeres i mottakerenden ved hjelp av optiske filtre. Denne metoden for kanalseparasjon i FOCL kalles spektral multipleksing eller multipleksing.

Ved bygging av FOCL-abonnentnettverk, i tillegg til den tradisjonelle strukturen til et telefonnett av radial-nodal type, er det tenkt å organisere ringnettverk som sikrer kabelbesparelser.

Det kan antas at i FOTS av andre generasjon vil forsterkning og konvertering av signaler i regeneratorer skje ved optiske frekvenser ved bruk av elementer og kretser av integrert optikk. Dette vil forenkle de regenerative forsterkerkretsene, forbedre deres effektivitet og pålitelighet og redusere kostnadene.

I tredje generasjon av FOTS er det ment å bruke konvertering av talesignaler til optiske direkte ved hjelp av akustiske transdusere. En optisk telefon er allerede utviklet og det jobbes med å lage fundamentalt nye automatiske telefonsentraler som bytter lys, fremfor elektriske signaler. Det er eksempler på å lage optiske høyhastighetsbrytere med flere posisjoner som kan brukes til optisk svitsj.

På grunnlag av OK og digitale overføringssystemer skapes et integrert flerbruksnettverk, inkludert ulike typer informasjonsoverføring (telefoni, fjernsyn, dataoverføring av datamaskiner og automatiserte kontrollsystemer, videotelefon, fototelegraf, overføring av avissider, meldinger fra banker osv.). En digital PCM-kanal med en overføringshastighet på 64 Mbps (eller 32 Mbps) ble tatt i bruk som en enhetlig.

Til bred applikasjon QA og VOSP må løse en rekke problemer. Disse inkluderer først og fremst følgende:

studie av systemiske problemer og bestemmelse av tekniske og økonomiske indikatorer for bruk av OK på kommunikasjonsnettverk;
masseindustriell produksjon av enkeltmodusfibre, lysledere og kabler, samt optoelektroniske enheter for dem;
øke fuktmotstanden og påliteligheten til OK gjennom bruk av metallskall og hydrofobisk fylling;
mestre det infrarøde bølgelengdeområdet på 2...10 µm og nye materialer (fluorid og kalkogenid) for produksjon av lysledere som tillater kommunikasjon over lange avstander;
opprettelse lokale nettverk for datateknologi og informatikk;
utvikling av test- og måleutstyr, reflektometre, testere nødvendig for produksjon av OK, konfigurasjon og drift av FOCL;
mekanisering av leggingsteknologi og automatisering av OK installasjon;
forbedre teknologien for industriell produksjon av fiber lysledere og OK, redusere kostnadene deres;
forskning og implementering av soliton-overføringsmodus, der pulsen komprimeres og spredningen reduseres;
utvikling og implementering av et system og utstyr for spektral multipleksing av OK;
opprettelse av et integrert abonnentnettverk med flere formål;
opprettelsen av sendere og mottakere som direkte konverterer lyd til lys og lys til lyd;
øke graden av integrering av elementer og opprettelsen av høyhastighetsenheter av PCM-kanaldannende utstyr ved bruk av integrerte optikkelementer;
opprettelse av optiske regeneratorer uten å konvertere optiske signaler til elektriske;
forbedring av overføring og mottak av optoelektroniske enheter for kommunikasjonssystemer, utvikling av sammenhengende mottak;
utvikling effektive metoder og strømforsyningsenheter for mellomregeneratorer for sone- og ryggradskommunikasjonsnettverk;
optimalisering av strukturen til ulike deler av nettverket, under hensyntagen til særegenhetene ved bruk av systemer på OK;
forbedring av utstyr og metoder for frekvens- og tidsseparasjon av signaler som sendes gjennom optiske fibre;
utvikling av et system og enheter for optisk svitsjing.

Konklusjon
For tiden har brede horisonter åpnet seg for praktisk anvendelse av OK og fiberoptiske overføringssystemer i sektorer av den nasjonale økonomien som radioelektronikk, informatikk, kommunikasjon, datateknologi, romfart, medisin, holografi, maskinteknikk, kjernekraft. , etc.

Fiberoptikk utvikler seg i mange retninger, og uten den er moderne produksjon og liv ikke mulig.

Bruken av optiske systemer i kabel-tv gir høy bildekvalitet og utvider mulighetene for informasjonstjeneste for individuelle abonnenter betydelig.

Fiberoptiske sensorer er i stand til å operere i aggressive miljøer, er pålitelige, små i størrelse og ikke utsatt for elektromagnetiske påvirkninger. De lar deg evaluere på avstand forskjellige fysiske størrelser (temperatur, trykk, strøm, etc.). Sensorer brukes i olje- og gassindustrien, sikkerhets- og brannalarmsystemer, bilteknologi, etc.

Det er svært lovende å bruke OK på høyspentledninger (TL) for organisering av teknologisk kommunikasjon og telemekanikk. Optiske fibre er innebygd i en fase eller kabel. Her er kanalene svært beskyttet mot de elektromagnetiske effektene av kraftledninger og tordenvær.

Lettheten, den lille størrelsen og ikke-brennbarheten til OK gjorde dem svært nyttige for installasjon og utstyr av fly, skip og andre mobile enheter.
Bibliografi

Optiske kommunikasjonssystemer / J. Gower - M .: Radio og kommunikasjon, 1989;
Kommunikasjonslinjer / I. I. Grodnev, S. M. Vernik, L. N. Kochanovsky. - M.: Radio og kommunikasjon, 1995;
Optiske kabler / I. I. Grodnev, Yu. T. Larin, I. I. Teumen. - M.: Energoizdat, 1991;
Optiske kabler av flerkanals kommunikasjonslinjer / A. G. Muradyan, I. S. Goldfarb, V. N. Inozemtsev. - M.: Radio og kommunikasjon, 1987;
Fiberlysledere for informasjonsoverføring / J. E. Midvinter. - M.: Radio og kommunikasjon, 1983;
Fiberoptiske kommunikasjonslinjer / II Grodnev. - M.: Radio og kommunikasjon, 1990

Send ditt gode arbeid i kunnskapsbasen er enkelt. Bruk skjemaet nedenfor

Studenter, hovedfagsstudenter, unge forskere som bruker kunnskapsbasen i studiene og arbeidet vil være deg veldig takknemlig.

Vert på http://www.allbest.ru

1. En kort oversikt over utviklingen av kommunikasjonslinjer

Opprettelsen av de første kabellinjene er assosiert med navnet på den russiske forskeren P.L. Schilling. Allerede i 1812 demonstrerte Schilling i St. Petersburg eksplosjonene av sjøminer ved å bruke en isolert konduktør han hadde laget for dette formålet.

I 1851, samtidig med byggingen av jernbanen mellom Moskva og St. Petersburg, ble det lagt en telegrafkabel, isolert med guttaperka. De første undersjøiske kablene ble lagt i 1852 over Nord-Dvina og i 1879 over Det Kaspiske hav mellom Baku og Krasnovodsk. I 1866 ble den transatlantiske kabeltelegraflinjen mellom Frankrike og USA satt i drift.

Et viktig stadium i utviklingen av kommunikasjonsteknologi var oppfinnelsen, og startet fra 1912-1913. mestre produksjonen av elektroniske lamper. I 1917 ble V.I. Kovalenkov utviklet og testet på linjen en telefonforsterker basert på elektroniske rør. I 1923 ble det opprettet en telefonforbindelse med forsterkere på linjen Kharkov-Moskva-Petrograd.

På 1930-tallet begynte utviklingen av flerkanals overføringssystemer. Deretter førte ønsket om å utvide utvalget av overførte frekvenser og øke båndbredden til linjene til etableringen av nye typer kabler, den såkalte koaksiale. Men masseproduksjonen deres dateres tilbake til 1935, da nye høykvalitets dielektriske stoffer som eskapon, høyfrekvent keramikk, polystyren, styroflex, etc. dukket opp. Disse kablene tillater overføring av energi med en strømfrekvens på opptil flere millioner hertz og lar dem overføre TV-programmer over lange avstander. Den første koaksiallinjen for 240 HF-telefonikanaler ble lagt i 1936. De første transatlantiske undersjøiske kablene, lagt i 1856, organiserte kun telegrafkommunikasjon. Og bare 100 år senere, i 1956, ble det bygget en undervanns koaksiallinje mellom Europa og Amerika for flerkanals telefonkommunikasjon.

Opprettelsen av en fiberlysleder og oppnåelsen av kontinuerlig generering av en halvlederlaser spilte en avgjørende rolle i den raske utviklingen av fiberoptisk kommunikasjon. På begynnelsen av 1980-tallet hadde fiberoptiske kommunikasjonssystemer blitt utviklet og testet under reelle forhold. Hovedanvendelsesområdene for slike systemer er telefonnettet, kabel-tv, kommunikasjon mellom objekter, datateknologi, kontroll- og styringssystemet for teknologiske prosesser, etc.

I Ukraina og andre land er urbane og langdistanse fiberoptiske kommunikasjonslinjer lagt. De får en ledende plass i den vitenskapelige og teknologiske utviklingen i kommunikasjonsindustrien.

2. Kommunikasjonslinjer og hovedegenskaper til FOCL

På nåværende stadium Utviklingen av samfunnet i forhold til vitenskapelig og teknologisk fremgang øker kontinuerlig informasjonsmengden. Som vist av teoretiske og eksperimentelle (statistiske) studier, øker produksjonen fra kommunikasjonsindustrien, uttrykt i mengden overført informasjon, proporsjonalt med kvadratet på veksten av bruttonasjonalproduktet til nasjonaløkonomien. Dette er bestemt av behovet for å utvide forholdet mellom de ulike leddene i den nasjonale økonomien, samt en økning i mengden informasjon i det tekniske, vitenskapelige, politiske og kulturelle samfunnet. Kravene til hastighet og kvalitet på overføringen av ulike opplysninger øker, avstandene mellom abonnenter øker. Kommunikasjon er nødvendig for den operative styringen av økonomien og arbeidet til statlige organer, for å øke landets forsvarsevne og møte befolkningens kulturelle og hverdagslige behov.

I en tid med den vitenskapelige og teknologiske revolusjonen har kommunikasjon blitt en integrert del av produksjonsprosessen. Den brukes til å kontrollere teknologiske prosesser, elektroniske datamaskiner, roboter, industribedrifter, etc. Et uunnværlig og et av de mest komplekse og kostbare kommunikasjonselementene er kommunikasjonslinjer (LS), gjennom hvilke elektromagnetiske informasjonssignaler overføres fra en abonnent (stasjon, sender, regenerator, etc.) til en annen (stasjon, regenerator, mottaker, etc.). ) .) og tilbake. Åpenbart er effektiviteten til kommunikasjonssystemer i stor grad bestemt av kvaliteten på LS, deres egenskaper og parametere, samt avhengigheten av disse verdiene av frekvensen og virkningen av forskjellige faktorer, inkludert interferens av eksterne elektromagnetiske felt.

Det er to hovedtyper av rusmidler: linjer i atmosfæren (radarradioforbindelser) og styreoverføringslinjer (kommunikasjonslinjer).

Et særtrekk ved guidekommunikasjonslinjer er at forplantningen av signaler i dem fra en abonnent (stasjon, enhet, kretselement, etc.) til en annen bare utføres gjennom spesiallagde kretser og LAN-baner som danner guidesystemer designet for å overføre elektromagnetiske signaler i en gitt retning med tilbørlig kvalitet og pålitelighet.

For tiden sender kommunikasjonslinjer signaler fra likestrøm til det optiske frekvensområdet, og driftsbølgelengdeområdet strekker seg fra 0,85 mikron til hundrevis av kilometer.

Det er tre hovedtyper av LS: kabel (CL), luft (VL), fiberoptisk (FOCL). Kabel- og luftledninger refererer til ledninger, der ledesystemene er dannet av "leder-dielektriske" systemer, og fiberoptiske linjer er dielektriske bølgeledere, hvis styresystem består av dielektrikum med forskjellige brytningsindekser.

Fiberoptiske kommunikasjonslinjer er systemer for overføring av lyssignaler i mikrobølgeområdet med bølger fra 0,8 til 1,6 mikron over optiske kabler. Denne typen kommunikasjonslinjer regnes som den mest lovende. Fordelene med FOCL er lave tap, høy båndbredde, liten vekt og totale dimensjoner, besparelser i ikke-jernholdige metaller, og en høy grad av beskyttelse mot ekstern og gjensidig interferens.

3. Grunnkrav til kommunikasjonslinjer

kabel optisk telefon mikrobølgeovn

Generelt kan kravene som stilles av høyt utviklet moderne telekommunikasjonsteknologi på formuleres som følger:

· kommunikasjon over avstander opptil 12 500 km innenfor landet og opptil 25 000 for internasjonal kommunikasjon;

Bredbånd og egnethet for overføring av ulike typer moderne informasjon (fjernsyn, telefoni, dataoverføring, kringkasting, overføring av avissider, etc.);

beskyttelse av kretser fra gjensidig og ekstern interferens, samt fra lyn og korrosjon;

stabiliteten til de elektriske parameterne til linjen, stabilitet og pålitelighet av kommunikasjon;

effektiviteten til kommunikasjonssystemet som helhet.

I samsvar med dette utvikler kabelteknologi seg i følgende retninger:

1. Den dominerende utviklingen av koaksiale systemer, som gjør det mulig å organisere kraftige kommunikasjonsbunter og sende fjernsynsprogrammer over lange avstander via et enkeltkabels kommunikasjonssystem.

2. Oppretting og implementering av lovende kommunikasjons-OC som gir et stort antall kanaler og ikke krever knappe metaller (kobber, bly) for produksjonen.

3. Utbredt introduksjon av plast (polyetylen, polystyren, polypropylen, etc.) i kabelteknologi, som har gode elektriske og mekaniske egenskaper og tillater automatisering av produksjonen.

4. Innføring av aluminium, stål og plastskall i stedet for bly. Mantlene må være lufttette og sikre stabiliteten til kabelens elektriske parametere gjennom hele levetiden.

5. Utvikling og introduksjon i produksjon av økonomisk design av kabler for intrazonal kommunikasjon (enkel-koaksial, enkelt-fire, panserløs).

6. Oppretting av skjermede kabler som pålitelig beskytter informasjonen som overføres gjennom dem mot ytre elektromagnetiske påvirkninger og tordenvær, spesielt kabler i to-lags kappe av typen aluminium-stål og aluminium-bly.

7. Øke den elektriske styrken til isolasjonen til kommunikasjonskabler. En moderne kabel skal samtidig ha egenskapene til både en høyfrekvent kabel og en kraftkabel, og sikre overføring av høyspentstrømmer for fjernstrømforsyning av ubetjente forsterkerpunkter over lange avstander.

Vert på Allbest.ru

...

Lignende dokumenter

Utviklingstrend optiske nettverk forbindelser. Analyse av tilstanden til intrazonal kommunikasjon i republikken Bashkortostan. Prinsipper for informasjonsoverføring via fiberoptiske kommunikasjonslinjer. Utvalg av utstyr, optisk kabel, organisering av byggearbeid.

avhandling, lagt til 20.10.2011

generelle egenskaper fiberoptisk kommunikasjon, dens egenskaper og anvendelser. Designe en kabel fiberoptisk overføringslinje (FOTL) ved å henge på støtter høyspentlinje overføring. Organisering av forvaltningen av dette kommunikasjonsnettverket.

semesteroppgave, lagt til 23.01.2011

Stadier av utvikling av ulike kommunikasjonsmidler: radio, telefon, fjernsyn, mobilnett, rom, videotelefonkommunikasjon, Internett, fototelegraf (faks). Typer signaloverføringslinjer. Enheter av fiberoptiske kommunikasjonslinjer. Laser kommunikasjonssystem.

presentasjon, lagt til 02.10.2014

Hovedoppgaven med utviklingen av elektrisk kommunikasjon. Beregning av overføringsegenskaper for optiske fibre. Bygging av fiberoptisk kommunikasjonslinje, installasjon av optisk kabel og arbeid med måleinstrumenter. Arbeidsmiljø og sikkerhet.

avhandling, lagt til 24.04.2012

Historien om utviklingen av kommunikasjonslinjer. Varianter av optiske kommunikasjonskabler. Optiske fibre og egenskaper ved deres produksjon. Design av optiske kabler. Grunnleggende krav til kommunikasjonslinjer. Utviklingsretninger og funksjoner ved bruk av fiberoptikk.

test, lagt til 18.02.2012

Fiberoptiske kommunikasjonslinjer som konsept, deres fysiske og tekniske funksjoner og ulemper. Optisk fiber og dens typer. Fiberoptisk kabel. Elektroniske komponenter i optiske kommunikasjonssystemer. Laser- og fotodetektormoduler for FOCL.

sammendrag, lagt til 19.03.2009

Prinsippet for drift av en optisk fiber basert på effekten av total intern refleksjon. Fordeler med fiberoptiske kommunikasjonslinjer (FOCL), bruksområder. Optiske fibre som brukes til å bygge FOCL, deres produksjonsteknologi.

sammendrag, lagt til 26.03.2019

Strukturen til en optisk fiber. Typer fiberoptiske kabler. Fordeler og ulemper med en fiberoptisk kommunikasjonslinje. Bruksområder. Komponenter av overføringsbanen til videoovervåking. Multipleksing av videosignaler. kabelnettverksinfrastruktur.

semesteroppgave, lagt til 06.01.2014

Fiberoptisk kommunikasjonslinje som en type overføringssystem der informasjon overføres gjennom optiske dielektriske bølgeledere, kjennskap til designfunksjoner. Analyse av stadiene for beregning av parametrene til kabelen og lengden på regenereringsseksjonen.

semesteroppgave, lagt til 28.04.2015

Historien om utviklingen av lysledersystemer og deres prøvedrift i jernbanetransport. Vurdering av muligheten for å lage en høyhastighets fiberoptisk linje for intrazonal kommunikasjon, som forbinder regionale sentre i en ringordning.