Содержание
Введение 3
2. Основная часть 6
2.1.Общая теория построения 6
2.2Аппаратура 9
2.4 Построение схемы энергетического баланса 15
3 Экономический раздел 20
Заключение 23
Cписок использованной аппаратуры. 27
Введение
Свет, как средство передачи сообщений, например, в виде сигнальных огней, применялся уже в древности. Примеры такого типа связи можно обнаружить и сегодня в использовании флажных сигналов военно-морским флотом, маяков, светофоров. Около 200 лет назад было положено начало разработки методов передачи информации на большие расстояния с использованием света.
Так во Франции в 1790 г. Клод Шапп построил систему оптического телеграфа. В 1880 г. американец А. Грехем изобрел фотофон. Однако эта идея не нашла практического применения, поскольку погодные условия и видимость оказывали слишком большое отрицательное влияние на качество передачи. Английский физик Джон Тиндаль предложил решение этой проблемы. Он продемонстрировал, что свет может передаваться в потоке воды. В его эксперименте использовался принцип полного внутреннего отражения, который также применяется в современных волоконных световодах1.
Лишь в 1934 г. американец Норман Френч получил патент на свою оптическую телефонную систему. В нем он описывает, как речевые сигналы могут передаваться через сеть оптических кабелей. При этом кабели должны изготавливаться из стержней чистого стекла с низким коэффициентом затухания на рабочей длине волны.
Техническая реализация этой концепции появилась лишь 25 лет спустя. Сначала был найден соответствующий источник света для использования в качестве передатчика. В 1958 г. лауреаты Нобелевской премии Артур Шавлов и Чарльз Таунс разработали лазер, который был запущен в работу в 1960г. Использование излучения лазера как носителя информации не было оставлено без внимания специалистами по коммуникации. Возможности лазерного излучения для передачи информации в 10 000 раз превышают возможности радиочастотного излучения. Несмотря на это лазерное излучение не вполне пригодно для передачи сигнала на открытом воздухе. На работу такого рода линии существенно влияют туман, смог и дождь, равно как и состояние атмосферы. Лазерному лучу гораздо проще преодолеть расстояние между Землёй и Луной, чем между противоположными границами Манхеттена. Таким образом, первоначально лазер представлял собой коммуникационный световой источник, не имеющий подходящей среды передачи. Тогда это оставалась проблемой – найти подходящую среду распространения света. Вначале рассматривались попытки направить свет по полому световоду с зеркальной поверхностью с помощью системных линз. В Англии в 1966 г. Чарльз Г. Као и Джордж А. Хокем предложили использовать стекловолокно для передачи света. Однако для построения эффективных систем оптической связи на большие расстояния необходимо было, чтобы стекловолокна имели малый коэффициент затухания. В 1970 году Роберт Маурер со своими коллегами из CorningGlassWorks получил первое волокно с затуханием менее 20 дБ/км, К 1972 году в лабораторных условиях был достигнут уровень в 4 дБ/км, что соответствовало критерию Као и Хокхэма. В настоящее время в одномодовых световодах достигнут коэффициент затухания 0,2 дБ/км при длине волны 1550 нм. При этом значительно усовершенствована элементная база оптических передатчиков и приемников, увеличена как мощность, так и чувствительность, а также срок их службы. Соответствующая кабельная технология в сочетании с разъемными и неразъемными соединителями для ОВ сделала возможным успешно внедрить эту новую среду распространения2.
Наступление эры информации и возникшая в связи с этим потребность в более производительных телекоммуникационных системах только под- хлестнули дальнейшее развитие волоконно-оптической технологии. Сегодня эта технология находит широкое применение и вне области телекоммуникации.
Например, компания IBM,, лидер в производстве компьютеров, объявила в 1990 году о выпуске нового быстродействующего компьютера, использующего контроллер канала связи с дисковыми и ленточными внешними накопителями на основе волоконной оптики. Это стало первым применением волоконной оптики в серийном оборудовании. Внедрение волоконного контроллера, получившего название ESCON, позволило передавать информацию с большей скоростью и на большие расстояния. Предшествующая модель контроллера на основе медных проводников имела скорость передачи данных 4.5 Мб/сек с максимальной длиной линии передачи в 400 футов. Новый контроллер работает со скоростью 10 Мб/сек на расстоянии в несколько миль3.
В 1990 году Линн Моллинар, сотрудник Bellcore, продемонстрировал возможность передачи сигнала без регенерации со скоростью 2.5 Гб/сек на расстояние около 7500 км. Обычно волоконно-оптический сигнал необходимо усиливать и периодически восстанавливать его форму — примерно через каждые 25 км. При передаче волоконно-оптический сигнал теряет мощность и искажается. В системе Моллинара лазер работал в солитонном режиме и использовалось самоусиливающее волокно с добавками эрбия. Солитонные (в очень узком диапазоне спектра.) импульсы не рассеиваются и сохраняют свою первоначальную форму по мере распространения по волокну. В то же самое время японской компанией NipponTelephone&Telegraph была достигнута скорость 20 Гб/сек, правда, на существенно более короткое расстояние. Ценность солитонной технологии заключается в принципиальной возможности прокладки по дну Тихого или Атлантического океана волоконно-оптической телефонной системы, не требующей установки промежуточных усилителей. Однако с 1992 года солитонная технология остается на уровне лабораторных демонстраций и не находит пока коммерческого применения.
2. Основная часть
2.1.Общая теория построения
Современные оптические кабели связи (ОК) практически вытесняют традиционные медно-жильные кабели связи на всех участках Взаимоувязанной сети связи России. Так, строительство новых линий передачи на первичной и внутризоновых сетях связи ведется преимущественно с использованием ОК. Оптические кабеля широко используются на соединительных линиях местной сети, при сооружении структурированных кабельных систем, в системах кабельного телевидения, начинают использоваться на абонентских участках и т.д.
Основной тип ОВ, используемых в современных конструкциях ОК – одномодовые ОВ(рис.3), характеризующиеся низкими потерями (так, километрическое затухание на длине волны 1,55 мкм у ОВ по рекомендации G.652 составляет 0,22 дБ/км). Многомодовые ОВ(рис.1,2) применяются практически только в ОК для локальных сетей, в частности, в структурированных кабельных системах, что определяется в основном технико-экономическими причинами4.
Рис.1
Рис.2
Рис.3
В отличие от медно-жильных кабелей связи, предназначенных для применения на определенных участках сети (первичная, внутризоновая, местная сети связи), ОК связи отличаются практически только допустимыми условиями их прокладки:
прокладка в кабельную канализацию и специальные (защитные пластмассовые) трубы,
прокладка в грунтах различных категорий,
прокладка в грунтах, характеризующихся мерзлотными явлениями,
прокладка в болотах, на речных переходах, на глубоко водных участках водоемов (озера, водохранилища),
прокладка на прибрежных и на глубоководных участках морей,
подвеска на опорах воздушных линий связи, опорах ЛЭП, опорах контактной сети и автоблокировки железных дорог,
прокладка внутри зданий, в коллекторах и туннелях5.
В зависимости от исполнения ОК условия прокладки могут быть и расширенными (например, для прокладки в кабельную канализацию, специальные трубы, для подвески).
Характерными особенностями конструкций ОК по сравнению с медно-жильными кабелями связи являются:
малые размеры и масса,
большая строительная длина (4 – 6 км и более),
малая величина километрического затухания,
отсутствие необходимости содержания ОК под избыточным воздушным давлением,
стойкость к электромагнитным (гроза, ЛЭП и др.) воздействиям (металлические конструктивные элементы используются только в качестве бронепокровов или для предотвращения поперечной диффузии - влаги.
В настоящее время при проектировании систем связи большое внимание уделяют потребительским качествам создаваемой системы. Поэтому при проектировании кабельных систем учитывают возрастание объемов передаваемой информации6.
Прокладка ОК производится с использованием технологий, виды которых определяются проектом, условиями прокладки, типами используемых ОК, используемым оборудованием и др.
Во всех случаях при прокладке ОК не должны превышаться пределы нормативно-технической документации, такие как механические воздействия (в первую очередь усилия растяжения и сжатия), климатические условия (нижняя предельная температура прокладки, как правило, составляет минус 10 °С), допустимые радиусы изгиба ОК (радиус изгиба не должен быть менее 20 наружных диаметров ОК) и т.д.
В местах пересечения трассы с автомагистралью, ж/д участком и водной преградой будем прокладывать кабель с использованием защитных полиэтиленовых труб высокой плотности(используем кабель марки ОКБ). В остальных случаях проложим кабель по линиям связи или ЛЭП(используем кабель марки ОКА).