Лекция 4

Частотные зависимости вторичных параметров влияния Отдельно рассмотрим эти параметры для симметричных и коаксиальных кабелей. Для симметричных кабелей с ростом частоты вторичные параметры влияния уменьшаются:

С ростом частоты увеличивается скорость изменения электромагнитного поля по закону электромагнитной индукции. Величина помех в соседних проводниках увеличивается. Одна выше, другая ниже, тк на ближнем конце электрические и магнитные связи складываются (электрическое и магнитное поля складываются), помеха возрастает. На дальнем же конце они вычитаются. Поэтому защищенность на дальнем конце на графике выше, чем на ближнем.

В коаксиальном кабеле: С ростом частоты ЭМП концентрируется внутри коаксиальной пары, внешнее ослабевает, взаимное влияние уменьшается. Явление концентрации ЭМП с ростом частоты внутри коаксиальной пары - эффект самоэкранирования.

Поэтому частотные зависимости вторичных параметров влияния с ростом частоты увеличиваются. Внешние электромагнитные влияния. Источники ВЭВ: Линии электропередачи (ЛЭП), железные дороги, атмосферное электричество (гроза), радиостанции. ВЭВ классифицируются на мешающие и опасные. Мешающие - создают помехи в линиях связи. Опасные - могут вывести из строя приёмо-передающую аппаратуру, либо линию связи, либо угрожают жизни обслуживающего персонала. ВЭВ по характеру: Электрические (влияния за счет электрического тока). Магнитные (за счет магнитного поля). Гальванические - посторонние токи, протекающие в земле (например по железной дороге - один провод в воздухе, второй - рельсы, с рельс может ток стечь в землю и перейти на оболочку кабеля). Особенности влияния ЛЭП: Могут оказывать магнитное, электрическое и гальваническое влияние. ЛЭП могут оказывать внешнее электромагнитное влияние на кабели связи в таких режимах работы: в нормальном, в вынужденном режиме (что-то повреждено, но ЛЭП работает с заданными параметрами), в аварийном (тут влияние будет максимальным). Влияние электрифицированых железных дорог (ЭЖД). ЭЖД работают на постоянном или переменном токе, но всегда работают по несимметричной схеме. Сверху контактный провод, снизу рельс. Ток протекает по контактному проводу, например вправо, затем через двигатель стекает на рельс в обратном направлении:

ЭЖД в основном являются причиной магнитного и гальванического влияния (электрических нет). Гроза как источник влияний. Гроза является источником только электрических и опасных влияний. Молния, ударяясь в землю, вызывает протекания в земле тока огромной величины (10^7 В- напряжение, 10^А - ток, время разряда - 200 мкс, скорость распространения молнии - 100 км/с). Ток, протекая в земле, попадает на оболочку кабеля, в оболочке он может тоже преодолевать значительное расстояние. В результате кабель выходит из строя на значительном расстоянии (сгорает). Радиостанции как источник влияния. Оказывают только мешающее влияние и только в том случае, если частота работы радиостанции совпадает с частотой работы линии связи. Являются источниками только электрических влияний. Основные факторы влияния: мощность радиостанции, взаимное расположение радиостанции и линии связи, проводимость земли. Мера защиты от внешних электромагнитных влияний (таблица)

Защищать от влияний можно на стороне источника влияний и на стороне того, где эти влияния происходят. Меры защиты, применяемые на стороне источника. На ЛЭП применяют: разрядники - сверху провод, снизу земля. Разрядник включается параллельно, один конец заземляется. На проводе большое напряжение (провод ЛЭП). Если ток больше, чем может протечь по ЛЭП, разрядник замыкается и лишний ток стекает в землю:

Скрещивание проводов. В ЛЭП обычно 3 провода. Когда их скрещивают, то влияние на линии передачи падает (как пример, в симметричных проводниках тоже скрещивают аналогично). Меры защиты на стороне линии связи. На линии связи устанавливают предохранители - они защищают от высоких токов. Когда протекает сильный ток, то предохранитель сгорает и размыкает цепь:

Прокладка экранирующих тросов: В землю симметрично закапывают два троса (обычно из стали). Ток будет течь по ним.

Каскадная защита (от грозы) - рядом с линией связи устанавливают несколько разрядников. Один срабатывает при напряжении 1000В, второй при 700В и так далее (постепенно понижают напряжение, доводя его до того, которое способен выдержать провод линии связи):

ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ СВЯЗИ. Состоят из волоконно оптических кабелей и различных устройств. Начнем с волоконно оптических кабелей. В чем основное отличие волоконно оптических кабелей от электрических? В электрических кабелях ЭМВ распространяется между этими проводниками (граница раздела проводник - диэлектрик). В оптических кабелях ЭМВ распространяется в волокне из сверхчистого стекла. Конструкция - два слоя стекла, которое должно быть сверхчистым.

ЭМВ распространяется вдоль ОВ кабеля. Показатели преломления n1 и n2. Важно чтобы n1 был больше n2. Заменим распространение ЭМВ на распространение луча света. У нас есть граница раздела двух сред с разными показателями преломлениями. Луч света должен падать на границу раздела из среды более плотной в среду менее плотную. Тогда возможно 3 варианта развития: 1. Луч упал, появились отраженный луч и преломленный. 2. Найдется какой-то угол (фи критический), начиная с которого все лучи, которые «ниже» этого угла, не будут преломляться (только отражаются). Чем больше разница между показателями преломления, тем больше будет угол. Это явление полного внутреннего отражения.

Лекция 5

Лекция 6

Возможны повторения с 5 лекцией

Конструкция оптических кабелей: Оптоволокно изготавливают из сверхчистого стекла. По нему передаются электромагнитные волны вдоль оптоволокна. Оптоволокно хрупкое, чтобы сохранить его целостность их объединяют в лаковую пленку и После их объединяют в оптический модуль (ОМ) - полимерная трубка, внутри которой располагаются одно или несколько волокон. Нужен для защиты от механических повреждений:

На картинке свободная укладка ОВ (оптических волокон) в ОМ (при растяжении ОМ ОВ распрямится).

Внутри ОМ может быть гидрофобное заполнение для защиты от влаги (если попадет влага - увеличится коэффициент затухания и длина регенерационных участков). Существует другой вид ОМ. В полимерном стержне изготавливаются пазы, в пазах укладывается ОВ, жестко фиксируется и сверху покрывают пленкой - связанная укладка ОВ:

Этот вид ОМ более жесткий и пригоден для более суровых условий. Роль та же - защита ОВ от механических воздействий. ОМ один или несколько образуют сердечник оптического кабеля. Как правило, эти ОМ скручиваются вокруг центрального силового элемента (стержня), что улучшает механические характеристики кабеля:

Изготавливают силовой элемент из полимеров. В сердечнике оптического кабеля могут присутствовать медные проводники - используются для передачи дистанционного питания на регенератор и служат для увеличения механической прочности. Сверху ОМ могут накладываться бронепокровы (как и в обычных электрических кабелях) для особо жестких условий, сверху бронепокрова оболочка, защищающая от ржавчины. Оптические кабели по назначению классифицируются на 2 группы: Внутриобъектовые (внутри помещений) Линейные (междуобъектовые) Объекты - здания и так далее. По условиям прокладки классифицируют оптические кабели на 3 группы: Подвесные (оптические кабеля легче электрических и их легко подвесить) - подвешивают на опоры. Подземные (глубина прокладки 0,7-1,2 м) Подводные Маркировка оптических кабелей: Цель - идентификация того или иного оптического волокна. - Назначение и область применения оптического кабеля - Данные о конструкции сердечника оптического кабеля - Материалы, из которых изготовлен оптический кабель (промежуточные и внешние оболочки) - Числовые характеристики параметров передачи оптических волокон - Тип брони (если она есть) - Допустимые механические усилия Пример маркировки: ОКЛ-01-6-48-10/125-036/022-3,7/1,8-60 ОКЛ - оптический кабель линейный (линейный, значит между объектовый) 01 - количество силовых элементов (один силовой элемент в середине кабеля) 6 - количество оптических модулей 48 - количество оптических волокон (значит в каждом ОМ по 8 волокон) 10 - диаметр сердцевины волокна (значит это одномодовое волокно) 125 - диаметр оптической оболочки 036 - величина коэффициента затухания во втором окне прозрачности 022 - величина коэффициента затухания в третьем окне прозрачности В первом окне ничего нет, потому что там слишком большой коэффициент затухания 3,7 - дисперсия во втором окне прозрачности 1,8 - дисперсия в третьем окне прозрачности 60 - величина растягивающего усилия в килоньютонах ОКЛ-Сг-…-300 Сг - Броня из стальной гафрированной ленты Остальные цифры не важны (300 - показано, что лучше механические характеристики) Если оптический кабель содержит какие-то металлические элементы (медные провода или защитные бронепокровы), то он подвержен внешним опасным электромагнитным влияниям (гроза) Если не содержит, то не подвержен Методы изготовления оптических волокон.