6. Срок службы источников света

Одним из основных параметров оптических элементов передатчика является срок службы. Он ограничивается тем, что после определенного времени работы выходная световая мощность падает и в дальнейшем не выдерживается ее гарантированное для указанного времени значение даже за счет повышения тока в диоде.

Если оптический передатчик, например на узле связи, должен проработать без замены элементов 10 лет, то для него должен быть гарантирован срок службы около 100000 ч (считая продолжительность года равной приблизительно 10000 ч). Для светоизлучающих диодов на GaAs такой срок службы близок к действительному. Хотя для них редко называют гарантийные сроки службы, но обычны значения в несколько лет. К сожалению, для, лазерных диодов подобные сроки службы не достигнуты. Только в 1970 г. в лаборатории появился первый работоспособный лазер, работающий в непрерывном режиме при комнатной температуре, и только в течение 70-х годов были разработаны различные структуры и геометрии, приемлемые для конструирования и изготовления лазеров непрерывного излучения, работающих при комнатной температуре.

Понятно, что достоверных данных о сроке службы можно ожидать только после длительных испытаний большого числа готовых элементов. Чтобы уже сегодня получить какие-то суждения, применяют меры к сокращению времени измерений. При этом лазерные диоды заставляют работать в жестких условиях (как правило, при очень высоких температурах, ). На основании этого судят об ожидаемом сроке службы в нормальных условиях. При этих предположениях в конце 70-х годов многими изготовителями предсказывались ожидаемые сроки службы для лазеров 100000 ч, а в отдельных случаях — свыше 1 млн. ч. И хотя эти цифры сегодня еще не проверены, все же существует гарантия наименьшего срока службы 10000 ч, и этим данным можно доверять.

Проблема срока службы лазеров сегодня еще не решена, но существуют оптимистические прогнозы.

Вероятно, через несколько лет можно будет отказаться от привычной в настоящее время оптической отрицательной обратной связи. Она применяется для того, чтобы скомпенсировать возникающее старение, влияние напряжения и температуры на отдаваемую лазером и светоизлучающим диодом световую мощность.

6.Какой длины может быть оптическая линия передачи?

Основная задача — обеспечение того, чтобы посланный сигнал с достаточной для соответствующей цели точно воспроизводился в приемнике, т. е. разработчик будет пытаться по возможности приблизиться к первоначальной (правильной) форме сигнала путем получения среднего значения по возможно большому количеству мгновенных значений сигнала, искаженного помехой. Для этого служат, различного рода электрические фильтры. Конечно, для усреднения амплитуды сигнала можно использовать только такое количество мгновенных значений сигнала, чтобы сами полезные изменения сигнала не были сглажены и не оказались из-за этого потерянными. То, что остается после этой фильтрации, более не уничтожается. С этим разработчик системы должен считаться и, например, выбирать длину передающей линии настолько короткой, чтобы мощность сигнала не оказалась близкой к мощности шумового фона.

Для инженера связи из этой модели формирования среднего значения следует важный вывод: качество передачи сигнала при одинаковом уровне помех тем лучше, чем медленнее изменяется сигнал (так как тем большими могут быть интервалы времени усреднения и тем точнее получаемый результат) и чем меньше необходимая для данной цели ширина полосы частот (пропускная способность).

Из этих рассуждений ясно, что для фотоприемника имеется нижняя граница мощности принимаемого сигнала. На этой границе мощность сигнала в определенное число раз больше суммарной мощности шумов, которые появляются в приемнике. Этот коэффициент обозначается как отношение сигнал/шум и выражается в децибелах. Если необходимо передать двоичные сигналы, то достаточно, например, отношения сигнал/шум (в электрическом сигнале), равного 18 дБ. Это означает, что полезная мощность приблизительно в 63 раза больше, чем наложенная шумовая мощность, что позволяет осуществить достаточно достоверное распознавание одиночного импульса. Если, напротив, необходимо передать непрерывные сигналы, которые реагируют на помехи гораздо чувствительнее, чем двоичные, то отношение сигнал/шум должно быть выше и в зависимости от рода сигнала и требуемого его количества должно достигать 30 — 60 дБ.

По крайней мере существуют два других фактора, которые, как и ослабление, ограничивают длину усилительного участка: материальная дисперсия и модовая дисперсия. С увеличением длины усилительного участка они вызывают уширение посланного импульса и при этом тем большее, чем выше пропускная способность линии. Так как модовая дисперсия зависит от конструкции световода (для световода с градиентным профилем показателя преломления она гораздо меньше, чем при ступенчатом показателе), то тип применяемого световода при заданной пропускной способности линии, пожалуй, гораздо сильнее ограничивает дальность действия, чем ослабление. Таким же образом, ограничивая длину линии световода с малой модовой дисперсией и малым ослаблением, можно влиять на ширину спектра источника света (например, использовав светоизлучающий диод).

Итак, на вопрос о дальности действия оптической связи однозначного ответа может не быть, так как имеется ряд факторов, влияние которых необходимо учитывать при проектировании.

5.1 Техника безопасности при техобслуживании ВОЛС

Правила предосторожности и безопасности, которые в соответствии с действующим положением должны быть соблюдены во время выполнения работ по техобслуживанию отдельных элементов ВОЛС, указаны в технической документации на каждый вид оборудования [25].

Особенностями по безопасности работ с оборудованием ВОЛС являются:

- Наличие невидимого и потенциально опасного для глаз человека лазерного излучения на оптических выводах мультиплексоров и волоконно-оптического кабеля (ВОК), подключенного к источникам оптического излучения, с длиной волны 1,55 или 1,31 мкм;

- Особенности работы с волоконно-оптическим кабелем : недопустимо работать с ВОК с металлической броней во время грозы, а также необходимо соблюдать меры предосторожности при работе с оптическим волокном. Необходимо тщательно утилизировать отходы оптических жил после сварки оптических волокон из-за недопустимости их попадания в живые организмы;

- При работе с оборудованием необходимо соблюдать меры защиты оборудования от статического электричества (применять антистатическое покрытие пола, заземляющие браслеты, халаты из хлопчатобумажной ткани). Перед проведением измерений на оборудовании необходимо заземлять измерительные приборы.

Для предотвращения поражения лазерным лучом при случайном размыкании канала (например, при обрыве волоконно-оптического кабеля) каждое линейное оконечное устройство и линейный регенератор оборудованы схемой безопасной отсечки лазера, которая автоматически отключает лазерный передатчик неисправной секции.

Если на протяжении 500 мс. или более сигнал на оптическом приемнике отсутствует, то соответствующий лазерный приемник на дальнем конце автоматически выключается. Также выключается поврежденная регенерационная секция. Затем система пытается запустить передатчик на 2 секунды с интервалом 70 секунд. Если приемник принял переданный сигнал, то лазерный передатчик автоматически переходит в режим непрерывной работы.

Запрещается работать с оборудованием лицам, имеющим квалификационную группу по электробезопасности ниже третьей и не прошедших проверку знаний по технике безопасности.

Замену блоков, отключение разъемов и осмотр монтажа стоек необходимо производить при отключенном напряжении питания, если в конструкции оборудования не предусмотрена возможность проведения этих операций без отключения напряжения питания.

Замену перегоревших предохранителей на блоках питания стоек необходимо производить только при отключенном напряжении питания. Замену предохранителей необходимо производить в строгом соответствии с их номиналами, указанными гравировкой на лицевых панелях. Запрещается использование самодельных предохранителей [13].

Запрещается при поданном напряжении питания производить в аппаратуре пайку, а также чистку пыли внутри блоков.

Все производственные помещения должны быть снабжены необходимым противопожарным инвентарем и планом экстренного вывода персонала при пожаре.

При работе с оптическим волокном, его отходы при разделке (сколе) необходимо собирать в отдельный ящик, и после окончания монтажа освободить ящик в отдельно отведенном месте или закапывать отходы в грунт. Следует избегать попадания остатков оптического волокна на одежду. Работу с ОВ следует проводить в клеенчатом фартуке.

Рабочее место и пол после разделки ОВ следует обработать пылесосом и затем протереть мокрой тряпкой. Отжим тряпки следует производить в плотных резиновых перчатках.

5.2. Техника безопасности при монтажных работах ВОЛС

С целью обеспечения безопасности строительно - монтажных работ необходимо выполнение следующих требований:

- До начала работ корпус монтажно-измерительной лаборатории (машины или модуля) должен быть заземлен. Сварочный аппарат должен быть соединен заземляющим проводником с клеммой заземления, установленной на монтажном столе.

- Заземляющие проводники от заземлителя и заземляемого оборудования следует подключать к болтам и клеммам, обозначенным маркировочными знаками заземления.

- При выполнении работ в монтажно-измерительной лаборатории или модуле следует руководствоваться маркировкой клемм и гнезд токораспределительных устройств, свидетельствующей о подводимом напряжении и его полярности.

- При движении лаборатории на, размещённой в автомобиле, или транспортировании модуля находящаяся в них монтажно-измерительная аппаратура, приспособления и установочные устройства должны быть надежно закреплены, двери закрыты на замки.

Монтаж кабеля в салоне монтажно-измерительной лаборатории на автоходу или в модуле допускается производить при наличии двух ручных огнетушителей, которые должны быть заряжены, проверены и опломбированы.

- В процессе обработки волокон перед соединением и при монтаже коннекторов необходимо пользоваться защитными очками. Целесообразно применять очки с увеличительными стеклами. Работу по монтажу ВОК необходимо проводить в клеенчатом фартуке. Следует избегать попадания частиц оптического волокна на одежду.

- Рабочее место и пол после монтажа ВОК следует обработать пылесосом и затем протереть влажной салфеткой или влажной тканью (ветошью). Салфетку или ткань (ветошь) после протирки рабочего места следует положить в специальный контейнер.

- Запрещается использование сварочного аппарата, не снабженного паспортом, инструкцией по применению и сертификатом безопасности.

- При монтаже кабельных муфт, содержащих термоусаживаемые изделия, для их усадки следует пользоваться, как правило, специальными электрофенами.

- Запрещается пользоваться внутри салона автомобиля и модуля или в палатке легковоспламеняющимися, самовозгорающимися материалами, а также хранить и применять взрывчатые материалы и взрывоопасные устройства.

- Обрезки и осколки волокон следует складывать в специальный контейнер (например, бутылку с завинчивающейся пробкой). Осколки из контейнера должны ссыпаться в пластмассовый пакет, помещаемый в емкость для мусора с надписью: "Содержит осколки стекла". При выемке пакета из емкости его следует поместить во второй пакет. Пакеты с обрезками и осколками волокон следует складывать в специально отведенном месте.

- Категорически запрещается принимать пищу в местах работы с ВОК. Нельзя допускать, чтобы частицы волокон попадали на пол, на одежду, подхватывались потоком воздуха, так как это может вызвать повреждение открытых частей тела и дыхательных путей.

- Отходы кабеля (за исключением оптических волокон) и отработанную ветошь следует складывать в специальную тару, которую необходимо опорожнять в установленном администрацией месте.

- Сварочные аппараты, измерительные приборы и электроинструменты можно применять только при наличии исправных шнуров для подключения к сети электропитания.

- Очистители, применяемые для удаления гидрофоба с оптических волокон и для смывания загрязнений с рук, инструментов, приспособлений и оболочек кабелей, должны иметь паспорта. Использование очистителей без паспортов запрещается [25].

- При выполнении работ по монтажу и измерению кабелей следует пользоваться очистителями, находящимися в специальных емкостях или в аэрозольной упаковке.

- Для очистки оптического волокна при монтаже и очистки разъемов предпочтительным является применение пропитанных изопропиловым спиртом (изопропанолом) безворсовых салфеток и помазков. Следует избегать вдыхания паров изопропилового спирта и попадания его на кожу.

- Для защиты спецодежды от загрязнения клеящими составами и их компонентами необходимо применять нарукавники и фартуки из пленочных пластмассовых материалов. Руки следует защищать резиновыми перчатками двухслойными с льняным или хлопчатобумажным нижним слоем, защитными пастами и мазями (ХИОТ-6, мазь Селисского, "Ялот" и др.).

- При выполнении работ по монтажу кабелей во всех случаях в перерывах для принятия пищи и после работы, следует снять спецодежду и обязательно вымыть руки с мылом, если работа велась с припоем, содержащим свинец, перед приемом пищи, курением и по окончании работы необходимо тщательно вымыть руки теплой водой с мылом, предварительно ополоснув их 1%-ным раствором уксусной кислоты.

- Оставлять без присмотра зажженную паяльную лампу или газовую горелку запрещается. При обнаружении неисправностей (утечек газа, бензина и др.) следует немедленно прекратить работу.

- Газовые горелки не должны иметь утечек газа. Соединение горелки с баллоном должно осуществляться через редуктор, регулирующий давление газа, шлангом, не имеющим повреждений. Плотность соединения шланга с баллоном следует проверять с помощью мыльной воды.

- Для работы должны применяться горелки с исправными баллонами, обеспечивающие ровное горение газа синеватым пламенем без красных или желтых оттенков и полное сгорание газа без перебоев и копоти. При соединении или отключении шланга от газового баллона вентили редуктора и горелки должны быть закрыты. Газовые баллоны следует закреплять в вертикальном положении, не допускать их падения и ударов по корпусам.

При пользовании газовыми горелками запрещается:

- работать при наличии хотя бы незначительных утечек газа;

- оставлять без присмотра зажженную горелку;

- проверять плотность соединений с помощью открытого огня. По окончании работы следует сначала закрыть вентиль редуктора. Вентиль на горелке можно закрыть только после прекращения горения газа. После отсоединения от шланга на баллон должен быть надет колпак.

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

8.1. При выполнении работ следует руководствоваться "Правилами техники безопасности при работах на кабельных линиях связи и проводного вещания" (М.,"Связь", 1979).

8.2. При работе с оптическим волокном его отходы при разделке (сколе) необходимо собирать в отдельный ящик и после окончания монтажа, освобождать ящик в отдельно отведенном месте или закапывать отходы в грунт.

8.3. Следует избегать попадания остатков оптического волокна в одежду. Работу с оптическим волокном следует производить в клеенчатом фартуке.

8.4.Монтажный стол и пол в монтажно-измерительной автомашине после каждой смены следует обрабатывать пылесосом и затем протирать мокрой тряпкой. Отжим тряпки следует производить в плотных резиновых перчатках.

8.5. При работе с устройством для сварки оптических волокон, необходимо соблюдать следующие требования:

а) все подключения и отключения приборов, требующие разрыва электрических цепей или соединения с высоковольтными цепями устройства, производить при полностью снятом напряжении;

б) устройство должно быть заземлено;

в) во время наладочных работ следует помнить, что трансформатор, высоковольтные провода ,электроды в режиме сварки находятся под высоким напряжением;

г) запрещается эксплуатация устройства со снятым защитным кожухом блока электродов;

д) не реже одного раза в неделю производить проверку исправности изоляции высоковольтных проводов; запрещается работать на устройстве при поврежденной изоляции высоковольтных проводов;

е) к работе с устройством допускаются лица, прошедшие вводный инструктаж, инструктаж по технике безопасности на рабочем месте с последующей проверкой знаний и имеющие группу по электробезопасности не ниже III