Оптические кабели.
Оптические кабели (ОК) имеют существенные преимущества по сравнению с металлическими кабелями . Эти преимущества, в основном, заключаются в том, что:
-
в конструкции ОК отсутствуют дефицитные и дорогостоящие материалы (например, медь);
-
полоса пропускаемых частот очень широка и лежит в диапазоне
; -
практически отсутствует чувствительность к внешним электромагнитным полям;
-
затухание сигнала мало (коэффициент затухания 0,5 – 5 дБ/км);
-
мала зависимость затухания от частоты;
-
малы габариты и масса;
-
малая материалоёмкость;
-
отсутствие потерь световой энергии на излучение в окружающее пространство;
-
ОК могут работать в широком диапазоне температур от весьма низких до
; -
нет необходимости согласования волновых сопротивлений отрезков ОК.
В качестве направляющей системы ОК служет оптическое волокно (ОВ). Дальность передачи и её качество зависят от конструктивных и оптических характеристик ОВ, основные из которых следующие:
-
диаметр отражающей оболочки ОВ: 80-400мкм;
-
число волокон в жгуте 1-20;
-
срок службы – 8-25 лет;
-
строительная длина 50 – 1000 м.
Для изготовления ОЛВ используют легированный кварц, многокомпонентные силикатные стёкла или прозрачные полимеры. Наилучшим материалом является кварц.
Передача световой энергии по ОВ происходит также, как и по волноводу за счёт полного внутреннего отражения от границе раздела сред. Таким образом, световод – это волновод для сосредоточения электромагнитной энергии оптического диапазона и передачи её в заданном направлении. Если в волноводе границей между полостью волновода и внешней средой является его непрозрачная стенка , то в ОВ отражение световой волны происходит от границе раздела сред с разным коэффициентом преломления. Границей раздела в ОВ является поверхность волокна покрытая наружной непрозрачной оболочкой. Коэффициент преломления изменяется по диаметру ОВ от его оси к поверхности. Причём закон изменения может быть многомодовым или с равномерным изменением коэффициента преломления (градиентным). Модой называют разновидность (тип) волны, отличающейся структурой. Многомодовый характер поля означает, что электромагнитная волна распространяющаяся по ОВ, образована несколькими волнами разного типа.
Рис.4. Ступенчатое ОВ.
Рис.5. Градиентное ОВ.
-
Системы передачи.
Проводные системы передачи представляют собой сложный комплекс технических средств, позволяющий передавать по линии связи все виды современной информации.
К проводным относятся системы передачи по кабельным , воздушным, волноводным, оптическим линиям связи. Характерной особенностью систем передачи является организация каналов для передачи сигналов электросвязи в заданном направлении с помощью различных направляющих систем, т.е. кабелей, проводов, волноводов, световодов.
Система передачи – это совокупность технических средств, состоящих из комплекса аппаратуры и среды распространения, обеспечивающая образование линейного тракта, типовых групповых трактов и каналов передачи первичной сети.
Системы передачи предназначены для соединения сетевых узлов и станций первичной сети и организации типовых каналов и групповых трактов.
Системы передачи характеризуются разнообразием областей применения, видов передаваемых сообщений, принципов построения. Основные признаки , по которым чаще всего осуществляют классификацию:
-
место использования на сети (для магистральных, зоновых и местных сетей);
-
число организуемых каналов ТЧ, т.е. ёмкость систем передачи;
-
способ передачи сигналов электросвязи (частотное и временное разделение каналов);
-
среды распространения сигналов электросвязи – непрерывные направляющие среды (цепи, воздушных линий, кабели, волноводы, световоды), открытые среды (радиолинии, радиорелейные линии, линии искусственных спутников Земли).
Системы передачи
Места
на сети Способ
передачи сигналов электросвязи Среда
распространения Число
каналов в линейном тракте Магистральная Зоновая Местная
Частотное
разделение Временное
разделение Непрерывная
Открытая
Малоканальные
3…24 Среднека-нальные
60…600 Многокана-льные
900…3600 Большой
ёмкостью свыше 3600 Радиолиния
РРЛ Спутниковая
ВЛС
СК и КК Световоды
Волноводы
Рис.6. Классификация систем передачи.
Система передачи состоит из комплекса оборудования, в состав которого входит аппаратура оконечных (ОП), промежуточных обслуживаемых (ОУП), полуобслуживаемых (ПОУП), необслуживаемых (НУП), питающих (ПНУП) пунктов и непрерывной направляющей среды.
ОП1 НУП ПНУП НУП ПОУП НУП ПНУП НУП ОП2
Рис. 7. Вариант построения системы передачи.
Обобщенная структурная схема системы передачи приведена на рис.8.
Основными частями системы передачи является каналообразующая аппаратура, аппаратура сопряжения и аппаратура линейного тракта.
КА АС ОАЛТ АП ОАЛТ КА АС
Линейный тракт
Оконечный
пункт А Оконечный пункт Б
Рис .8. Структурная схема системы передачи.
Каналообразующая аппаратура (КА) обеспечивает образование типовых групповых трактов и каналов передачи. Аппаратура сопряжения (АС) согласует по определённым параметрам каналообразующую аппаратуру с аппаратурой линейного тракта. В состав линейного тракта входит оконечная приёмопередающая аппаратура линейного тракта (ОАЛТ), аппаратура промежуточных пунктов (АП), непрерывная направляющая среда. Промежуточные пункты необходимы для увеличения дальности связи. В зависимости от системы передачи они называются усилительными или регенерационными пунктами. Длинные линии могут содержать десятки и даже сотни промежуточных пунктов, расположенных на определённом расстоянии друг от друга (расстояние между НУП – 1,5…50 км, а между ОУП – 200…240 км). Дальность действия системы передачи для магистральной связи составляет 12500 км, а для зоновой – 600 км.