Design av fiberoptiske kommunikasjonslinjer (følgere). Fiberdesign hvor t og r er strømstigningstidene for sender og mottaker

Fiberoptiske kommunikasjonslinjer brukes i økende grad til dataoverføring i ulike organisasjoner og boligbygg. Før du fortsetter med installasjonen av utstyr for å implementere et slikt system, må en spesialist utarbeide et prosjekt. Å designe en fiberoptisk linje lar deg visualisere systemet som skal implementeres på anlegget, samt se dets effektivitet og mulige mangler.

Prosjektet er en brosjyre i A3- eller A4-format som inneholder alle nødvendige dokumenter for installasjonsarbeid. Prosjektet viser all nødvendig informasjon for å fullføre arbeidet, fra data om forsyning av materialer til driftsforholdene til det ferdige nettverket.

Hva er fiberoptisk kommunikasjonslinje

FOCL (fiberoptiske kommunikasjonslinjer) er spesielle informasjonsoverføringssystemer implementert ved bruk av optisk fiber. Slike systemer har grunnleggende forskjeller fra tradisjonelle kommunikasjonskanaler. Ved hjelp av fiberoptiske kabler kan du både organisere kommunikasjon mellom to tilstøtende kontorer eller etasjer i en bygning, og sikre dataoverføring over lange avstander.

Fordeler med å bruke fiberoptiske kommunikasjonslinjer

Bruken av denne teknologien har mange fordeler. Design og konstruksjon av fiberoptiske kommunikasjonslinjer er en ganske lang og arbeidskrevende prosess, hvis implementering kan kreve betydelige økonomiske kostnader. Imidlertid lar bruken av et slikt dataoverføringssystem deg løse flere problemer på en gang:

• Økende kanalkapasitet. Fiberoptiske linjer kan i dag overføre data med hastigheter på opptil flere terabit per sekund.
• Redusert signaldempningsnivå. Egenskapene til optisk fiber gjør det mulig å organisere dataoverføringskanaler på opptil hundre kilometer uten behov for å installere repeatere.
• Driftens varighet. Fiberoptiske kabler er motstandsdyktige mot brann og ulike typer støt, noe som gjør at de kan brukes i lang tid uten behov for utskifting.
• Data beskyttelse. Designfunksjonene til optisk fiber gjør det mulig å opprettholde konfidensialiteten til overførte data, noe som er svært viktig for bedrifter.

I tillegg til hovedfordelene kan man også merke seg kabelens lette vekt og kompakte dimensjoner, noe som i stor grad forenkler transport og installasjonsarbeid. Kostnaden for å designe en fiberoptisk forbindelse og implementere systemet på stedet beregnes individuelt avhengig av kravene.

Krav til prosjektet fiberoptisk kommunikasjonslinje

Design og installasjon av fiberoptiske kommunikasjonslinjer krever at spesialisten overholder visse regler og krav. Designreglene for fiberoptiske kommunikasjonslinjer krever at arbeidet utføres i følgende rekkefølge:

• Innhenting av informasjon om objektet - spesifikasjonene til arbeidet for organisasjoner innen forskjellige aktivitetsområder, bygningens designfunksjoner, tilstanden til de elektriske ledningene, de klimatiske egenskapene til stedet, egenskapene til terrenget, etc.
• Oppretting av en stabil dataoverføringskanal med de nødvendige egenskapene. Nettverksparametere kan variere for bedrifter, avhengig av forventet belastning på dataoverføringskanaler.
• Reduser interferens og sørg for maksimal signalstabilitet.
• Bestemme plassering av utstyr.
• Gjennomføring avbruddsfri strømforsyning systemer i tilfelle nødstrømbrudd.

Egenskapene til det resulterende nettverket og varigheten av dets drift avhenger av kvaliteten på arbeidet utført av en spesialist på hvert trinn.

Introduksjon

1.Kjennetegn på luftledningsruten på seksjonen mellom Vostochnaya-transformatorstasjonen og Zarya-transformatorstasjonen

2.Valg av overføringssystemer

2.1Eksisterende overliggende overføringssystemer

2.2Kjennetegn ved det utformede joint venture

3.Velge OK-type for oppheng på luftledninger

3.1Generell informasjon

3.2OK, innebygd i lynbeskyttelseskabelen

3.3Selvbærende ikke-metallisk OK

3.4OK, beregnet for vikling på ledninger og lynbeskyttelseskabler

5Begrunnelse for valg av OK-type

4.Beregning av parametere OK

4.1Beregning av numerisk blenderåpning og bestemmelse av OK-driftsmodus

4.2Dempningsberegning OK

4.3Avviksberegning

4.4Beregning av lengden på regenereringsseksjonen

4.4.1Beregning av ESC-lengde ved dispersjon

4.4.2Beregning av ESC-lengde ved dempning

5.Beregning av mekanisk belastning på OPGW

6.Drifts- og installasjonsmålinger av fiberoptiske linjeparametre

6.1Tester og målinger OK

6.2Dempningsmålinger

6.2.1Direkte metode for å måle demping

6.3Spredningsmåling

6.4Å bestemme plasseringen og arten av skaden er OK

7.Beregning av pålitelighetsindikatorer

7.1Pålitelighetskonsept

7.2Beregning av underjordiske fiberoptiske linjeberedskapsparametere

7.3Beregning av beredskapsparametere for hengende fiberoptiske linjer

7.4Analyse av beregningsresultater

8.Bygging av fiberoptiske kommunikasjonslinjer på seksjonen mellom Vostochnaya-transformatorstasjonen og Zarya-transformatorstasjonen

8.1Generell informasjon

8.2Bygging av fiberoptiske linjer - luftledninger på installasjonsstedet (støtte nr. 9 - støtte nr. 17)

2.1Forberedende arbeid

8.2.2Kabelinstallasjon

8.3Behovet for maskiner, mekanismer, transport

9.Vurdering av teknisk og økonomisk effektivitet av fiberoptiske linjer - luftledninger

10.Tiltak for arbeidsvern, sikkerhet og miljøvern

Konklusjon

Bibliografi

merknad

Den eksplosive karakteren av utviklingen av kommunikasjonsnettverk har nødvendiggjort utviklingen av nye teknologier for bygging av trådoverføringslinjer. Hovedkravene til teknologien er enkel design, hastighet, kostnadseffektivitet ved konstruksjon, høy gjennomstrømning og pålitelighet. I lys av disse kravene er en ny teknologi for konstruksjon av fiberoptiske kommunikasjonslinjer av spesiell interesse, karakterisert ved at den optiske kabelen er opphengt i støttene til høyspente luftledninger, i stedet for å legges i bakken.

Dette diplomprosjektet undersøker hovedproblemene ved design og konstruksjon av fiberoptiske linjer på støttene til den eksisterende 220 kV luftledningen i seksjonen mellom Vostochnaya-transformatorstasjonen og Zarya-transformatorstasjonen.

Introduksjon

Fiberoptiske kommunikasjonslinjer (FOCL) inntar for tiden en fremtredende plass i informasjonsoverføringssystemer for både generelle sivile og spesialiserte formål.

Introduksjonen av fiberoptiske linjer i kommunikasjonssystemer begynte på slutten av 70-tallet og fortsetter intensivt i økende tempo. Utgangspunktet for utviklingen av fiberoptikk anses å være oppdagelsen av en lasermekanisme for å generere lys, og deretter fremveksten av moderne fiberoptikk basert på de resulterende kvartslyslederne med lav demping. Sistnevnte viste at hovedhindringen for forplantning av lys (dets demping), hovedsakelig forårsaket av tilstedeværelsen av urenheter, kan reduseres, og selve lyslederne er akseptable som et signalforplantningsmedium.

Optiske fibre (OF) som et multikanals signalforplantningsmedium har betydelige fordeler i forhold til tradisjonelt brukte metallkabler og luftbølger.

1. Bredbånd. I et hvilket som helst kommunikasjonssystem (for eksempel digitalt), er hastigheten på informasjonsoverføring relatert til den okkuperte båndbredden, som er en viss prosentandel av bærefrekvensen. Jo mindre prosentandelen av et bånd er, desto lettere er det å utføre uforvrengt overføring og mottak av et bånd. En høy verdi av bærefrekvensen, som brukes i fiberoptiske linjer, reduserer derfor kravene til systemets bredbånd og øker informasjonskapasiteten.
2. Høy beskyttelse mot eksterne elektromagnetiske felt, forklart av den dielektriske karakteren til signalutbredelse, de fysiske forholdene for denne forplantningen og bruken av svært korte bølgelengder. En lignende effekt kan ikke oppnås i de allerede mestrede tradisjonelle områdene på grunn av metningen av radiofrekvensspekteret med strålingskilder. Denne egenskapen er spesielt attraktiv for energisektoren, siden metallkabel er dårlig kompatibel med overliggende høyspentledninger (OHT).
3. Lang regenereringsseksjonslengde. Av åpenbare grunner er dette av stor betydning, spesielt for elektrisitetsbransjen.
4. Liten størrelse og letthet på kabler basert på OB.
5. Høy effektivitet på grunn av fraværet av behovet for kobber, noe som er svært betydelig, siden kabelindustrien tradisjonelt bruker opptil halvparten av de totale kobberressursene og opptil en fjerdedel av bly.

De iboende ulempene med fiberoptiske kommunikasjonslinjer (høye kostnader for utstyr og kabel på grunn av kompleks teknologi, behovet for å jobbe med et økt signal-til-støy-forhold på grunn av vanskelighetene med praktisk implementering av koherent signalbehandling og heterodyne mottaksmetoder, dårlig strålingsmotstand og andre) reduserer ikke disse fordelene. Dette, samt det faktum at mange signaloverføringsproblemer kan løses økonomisk bare ved bruk av optiske fibre, har ført til utbredt bruk av fiberoptiske linjer ikke bare i langdistansekommunikasjon, men også i lokale nettverk.

Energiindustrien er også et lovende bruksområde for fiberoptiske linjer, gitt lengden på luftledninger og muligheten for å henge en optisk kabel (OC) på høyspentstøtter. Telekommunikasjonsnettverket til den elektriske kraftindustrien er den viktigste komponenten i infrastrukturen, og sikrer funksjonen til et kompleks av fasiliteter og teknologiske kontrollsentre i Unified Energy System (UES) i Russland; innsamling og overføring av telemekanisk informasjon, drift av automatiske kontrollmidler og systemer (relébeskyttelse, nødautomatisering); kontroll og diagnostikk av kraftverk, elektriske og termiske nettverk, sanntidsovervåking og regnskapsføring av produksjon, overføring og forbruk av elektrisk og termisk energi.

Samtidig sikrer telekommunikasjonsnettverket til den elektriske kraftindustrien arbeidet til administrative, økonomiske og organisatoriske og økonomiske avdelinger av produksjonsanlegg, kommersielle, samt vitenskapelige og designaktiviteter knyttet til utviklingen av industrien. Electric Power Industry Telecommunications Network er landets største industrielle kommunikasjonsnettverk. Under utviklingen av det sammenkoblede kommunikasjonsnettverket (ICN) i Russland, spørsmål knyttet til integrering av innenlandske telekommunikasjonsnettverk i det globale informasjonsstruktur(GIS). Samtidig med globaliseringen av kommunikasjon vil det være en gradvis overgang til dens personalisering, som betyr muligheten for enhver abonnent til å motta ulike kommunikasjonstjenester ved å bruke sitt personlige nummer hvor som helst i verden. Telekommunikasjonsnettverket til den elektriske kraftindustrien utvikles som en del av WSS på lignende prinsipper ved bruk av avanserte telekommunikasjonsteknologier.

Videreutvikling av industriens telekommunikasjonsnettverk er gitt i samsvar med "Konseptet for utvikling av det enhetlige nettverket for telekommunikasjon og telemekanikk i den elektriske kraftindustrien (UESETE) i Russland for perioden frem til 2005", utviklet av spesialister fra den russiske aksjeselskapet "UES of Russia", som setter oppgavene med å utvikle industriens telekommunikasjons- og informasjonsinfrastruktur som et teknologisk grunnlag for industriledelse. Samtidig blir det eksisterende lov- og reguleringsrammeverket i Russland tatt i betraktning fullt ut.

Opprettelsen og utviklingen av USETE er basert på en trinnvis overgang fra eksisterende separate nettverk etter type informasjon til et enhetlig digitalt bredbåndsnettverk av integrerte tjenester og et intelligent nettverk. Dette vil gjøre det mulig å implementere nye typer tjenester med betydelig reduksjon i utstyr, økt effektivitet i bruken av kanal- og frekvensressurser, og til syvende og sist med betydelig reduksjon i kostnader per enhet overført informasjon.

Fra den nyeste informasjonsteknologier, som nylig har begynt å bli introdusert i den elektriske kraftindustrien og blir utbredt i fremtiden, bør det bemerkes:

synkront digitalt hierarki (SDH) - Synkront digitalt hierarki - SDH;

bredbånd digitalt kommunikasjonsnettverk med integrerte tjenester (B-TSSIO) - Broadbard Integrated Services Digital Network (B-ISDN);

asynkron informasjonsleveringsmodus (ARA) - Asynkron overføringsmodus - ATM;

intelligente nettverk (SI) - Intelligent nettverk - IN.

Digitalisering av primærnettet utføres i tre trinn:

På første trinn (frem til 2000) vil det bli opprettet integrerte digitale kommunikasjonsnettverk (ICSN) - Integrert digitalt nettverk - IND, der integrasjon skal sikres digitale systemer overføring og veksling. En av hovedavgjørelsene på dette stadiet er overgangen til industrikommunikasjonsnettverk til enhetlig system alarmer. Samtidig, for å øke effektiviteten til digitalisering, er det nødvendig å sikre en omfattende implementering av digitale overførings- og svitsjesystemer i hver av sonene;

på andre trinn (frem til 2005) bør det opprettes integrerte digitale tjenestenettverk (ISDN) - Integrated Services Digital Network (ISDN), der forbrukere bruker 2B + D-kanaler (B - digital 64-kbit/s kanal, D - tjeneste digital 16-Kbit/s-kanal). Disse nettverkene er et resultat av gjensidig utvikling av kommunikasjonsnettverk og datanettverk gi brukere et bredere spekter av tjenester;

på det tredje trinnet (etter 2005) er det tenkt en overgang til Sh-CSIO for organisering av industrien transportnettverk og smarte nett.

Introduksjonen av de ovennevnte nyeste informasjonsteknologiene utføres innenfor rammen av intensiv utvikling i bransjen:

fiberoptiske kommunikasjonslinjer med oppheng av fiberoptiske kabler (FOC) på støttene til 110-500 kV luftledninger;

digital bytte teknologi;

satellittkommunikasjonssystemer.

Innføringen av fiberoptiske linjer med FOC-oppheng på luftledningsstøtter i vårt land startet på slutten av 80-tallet, og 1. juli 1998 ble fiberoptiske linjer med en total lengde på ca 4000 km satt i drift i en rekke kraftsystemer (Lenenergo, Kolenergo, Irkutskenergo, Ivenergo, Kuzbassenergo og andre). Videreutvikling av fiberoptiske nettverk er bestemt Konsept for utviklingen av det enhetlige nettverket for telekommunikasjon og telemekanikk i den russiske elektriske kraftindustrien for perioden frem til 2005 , ifølge hvilken rundt 15,0 tusen km vil bli bygget i løpet av de neste 7-8 årene. FOCL med oppheng på luftledninger. Trunk fiberoptiske linjer vil som regel bygges i samarbeid med JSC Rostelecom og med noen andre, primært innenlandske telekommunikasjonsselskaper. Bedriftsnettverk skal i hovedsak bygges i regionene. I dette tilfellet vil hovedoppmerksomheten rettes mot utviklingen av regionale primære digitale nettverk.

Tatt i betraktning den akkumulerte erfaringen, samt den økende interessen fra telekomoperatører og ulike selskaper og avdelinger for bygging av fiberoptiske linjer på luftledninger (FOCL-VL) RAO UES i Russland på vegne av den statlige telekommunikasjonskommisjonen under den russiske statskomiteen for kommunikasjon og informatisering, utviklet regulatorisk og teknisk dokumentasjon på føderalt nivå Regler for design, konstruksjon og drift av fiberoptiske kommunikasjonslinjer på luftledninger 110 kV og over [2].

De generelle bestemmelsene i reglene rettferdiggjør fordelene ved å konstruere FOCL-VL sammenlignet med den tradisjonelle metoden for å legge den i bakken. Dette:

ikke behov for landerverv og godkjenninger bare med eiere av strukturer krysset av luftledninger;

reduksjon av byggetid;

redusere mengden skader i urbane områder og industriområder;

reduksjon av kapital- og driftskostnader i områder med tung jord.

Dette diplomprosjektet undersøker hovedproblemene ved design og konstruksjon av fiberoptiske linjer på støttene til en eksisterende 220 kV luftledning. på strekningen mellom Vostochnaya-transformatorstasjonen og Zarya-transformatorstasjonen.

1 Kjennetegn på luftledningsruten i seksjonen mellom Vostochnaya-transformatorstasjonen og Zarya-transformatorstasjonen

På den utformede delen av Vostochnaya-transformatorstasjonen - Zarya-transformatorstasjonen ble det bygget en overliggende høyspent kraftoverføringslinje med en jordet nøytral og en driftsspenning på 220 kV og er i drift. Luftledningen går i Novosibirsk-regionen, over landene til Lugovsky- og Zheleznodorozhny-statsgårdene i Novosibirsk-distriktet.

I området til Zarya-transformatorstasjonen går ruten gjennom Shmakovskaya-skogdachaen, Toguchinsky-skogbruksbedriften.

Langs ruten har luftledningen 2 kryss med elektrifiserte hovedjernbaner (Inskaya - Toguchin og Inskaya - Sokur), 1 kryss med 110 kV luftledning, 1 kryss med den ikke-navigerbare Inya-elven og andre kryss.

Klimaet i regionen er kontinentalt.

De estimerte klimatiske forholdene er som følger:

• Issone 2;
• Tykkelsen på isveggene er 10 mm;
• Vindstyrke under isforhold - 15 m/sek, lufttemperatur - minus 5 grader C0 ;
• Estimert vindhastighet - 29m/sek;
• Absolutt minimum lufttemperatur minus 50 grader C0 ;
• Absolutt maksimal lufttemperatur pluss 40 grader C0 ;
• Den kaldeste femdagerstemperaturen er minus 39 grader C0 ;
• Gjennomsnittlig årlig varighet av tordenvær er 48 timer.

Lengden på den fiberoptiske kommunikasjonslinjen er 32.849 km.

Byggeområdet etter byggeforskrifter og forskrifter (SN og P) «Kostnadsnormer for midlertidige bygg og konstruksjoner» er definert som utbygd.

Figur 1.1 viser et diagram over luftledningsruten i seksjonen mellom Vostochnaya-transformatorstasjonen og Zarya-transformatorstasjonen.

2.Valg av overføringssystem

.1 Eksisterende overliggende transmisjonssystemer

fiberoptisk kommunikasjonslinje

Overgangen til digitale kommunikasjonsnettverk med fiberoptiske kabler begynte i kraftbransjen på slutten av 80-tallet. Inntil dette tidspunktet ble og blir analoge overføringssystemer brukt til å organisere kommunikasjon. I henhold til deres formål kan utstyret til analoge informasjonsoverføringssystemer som brukes på luftlinjer deles inn i to hovedgrupper: kombinert og flerkanals - for kanaler telefonkommunikasjon, telemekanikk og dataoverføring; spesial - for relébeskyttelseskanaler, lineær og nødautomatisering.

Det kombinerte utstyret er designet for én, to og tre telefonkanaler og flere uavhengige telemekaniske kanaler (dataoverføring) i den øvre delen av standard tale-frekvens (VF) kanalbånd. Frekvensspekteret til standard PM-kanalen er 0,3-3,4 kHz. delt av filtre i flere separate kanaler. Signaloverføring telefonsamtale utføres i den nedre såkalte tonedelen av spekteret, som vanligvis er 0,3-2,3 kHz, og i det supratonale frekvensspekteret (2,3-3,4 kHz) kanaler for telemekanikk, dataoverføring og oppringing av abonnenter på telefonkanalen dannes (hvis i utstyret er tildelt et spesielt signal for dette). For hver kanal i det kombinerte utstyret brukes en egen bærefrekvens som moduleres av primærsignalene.

Flerkanalsutstyr er designet for tolv standard telefonkanaler. I dette tilfellet er frekvensspekteret til hver telefonkanal 0,3-3,4 kHz. kan brukes til å overføre telemekaniske signaler, data og automatiseringsenheter.

Kombinert og flerkanalsutstyr bruker en metode for å overføre signaler på en sidefrekvensbånd (SBP). Telemekanikk og datakanaler dannes ved hjelp av tilleggsutstyr (modemer) med frekvensmodulasjon av underbærefrekvensen.

Det finnes følgende utstyr for informasjonsoverføringssystemer over luftledninger: kombinert ASC-type for én og tre PM-kanaler; omformere av frekvensspekteret til standard tolv-kanals utstyr for overhead wire kommunikasjonslinjer (V-12-3, Z-12F-E) til høyfrekvensspekteret av typen MPU-12; 100 W effektforsterkere. type UM-1/12-100 for kombinert og flerkanalsutstyr; modemer av telemekanikkkanaler av typene APT og TAT-65.

Siden 1981 har det ved bruk av en ny elementbase blitt produsert kombinert utstyr for en, to og tre telefonkanaler av typen VChS; frekvensspektrumomformere av 12-kanals utstyr type VCSP-12; 80 W transistor effektforsterkere; universelle modemer type APST.

Spesialutstyr for høyfrekvente (HF) kanaler for relébeskyttelse, lineær og nødautomatisering er delt inn i to undergrupper: enheter for overføring av blokkerende (forbudte) signaler; enheter for overføring av aktiverings- og deaktiveringssignaler.

Overføring av blokkeringssignaler utføres for fasedifferensial- og avstandsbeskyttelse.

Overføring av aktiveringssignaler (kontrollert på mottakersiden) utføres for å fremskynde driften av sikkerhetskopiering, og deaktivering av (ukontrollerte) signaler - for å beskytte utstyr høyspenning, koblet direkte til understasjonsbusser (uten brytere), samt for nødautomatiske systemer.

Det er spesialutstyr av følgende typer: transceiver UPZ-70 for overføring av blokkeringssignaler; HFTO-M sendere og mottakere for overføring av fem kommandosignaler; høyfrekvente og lavfrekvente sendere og mottakere AVPA og ANKA for overføring av opptil 14 kommandosignaler.

Siden 1981 har en mer avansert transceiver type AVZK-80 blitt produsert ved bruk av nye elementer for alle typer beskyttelse med blokkeringssignal.

Alle de ovennevnte overføringssystemene opererer via faseledere av luftledninger. Slike HF-baner brukes langs: isolerte ledende lynbeskyttelseskabler; isolerte ledninger delte faser (intrafasebane); isolerte ledninger av delte ledende lynbeskyttelseskabler (intra-kabelbane).

Ulempene med analoge overføringssystemer inkluderer høy level forstyrrelser i HF-kanaler og påvirkning av HF-anlegg over luftledninger på radiomottak og systemer navigasjonskontroll. De oppfyller ikke de økende kravene til industriens telekommunikasjonsnettverk og krever derfor utskifting med mer avanserte digitale overføringssystemer som bruker fiberoptiske kabler.

2.2 Kjennetegn ved det konstruerte transmisjonssystemet

Å organisere utsendelse og teknologisk kommunikasjon mellom Zarya-transformatorstasjonen (Novosibirskenergo) og Vostochnye elektriske nettverk Prosjektet legger opp til bruk av et 120-kanals digitalt overføringssystem. Systemet ble produsert av Experimental Scientific Instrumentation Plant of the Russian Academy of Sciences (EZNP RAS) sammen med det japanske selskapet NEC (varemerke NEC-EZAN).

Optiske linjeterminaler (OLT) brukes til å organisere overføringslinjer over fiberoptisk kabel. OLT opererer over to optiske fibre, en for overføring og den andre for mottak.

FD2250 Series OLT som brukes i dette systemet konverterer inngangssignalet på 8448 kbps kodet til et 8448 kbps optisk kodet signal. OLT FD2250 opererer på single-mode optiske fibre med en bølgelengde på 1,31 mikron.

ENE 6012-seriens multiplekser brukes som analog-til-digital kanaliseringsutstyr, som gir:

• mottak av tretti PM-kanaler eller digitale hovedkanaler (BCC) og det tilsvarende antall kanaler for overføring av kontrollsignaler og interaksjon mellom automatiske telefonsentraler;
• kombinere og dele dem inn i en gruppe primær digital strøm med en overføringshastighet på 2048 kbit/s.

Sekundær tidsmultipleksing utføres av ENE 6020-seriens multiplekser Den er designet for å kombinere og separere fire plesiokrone primærstrømmer med en overføringshastighet på 2048 kBit/s. inn i en multicast sekundærstrøm med en overføringshastighet på 8448 kBit/s.

For å bytte stasjons optiske, koaksiale og symmetriske kabler, brukes krysskoblingsutstyr, som inkluderer et EN-8778 krysskoblingsstativ med optiske, koaksiale og symmetriske krysskoblinger installert på den.

EN 6000-serien er designet for å drive og gi plass til flyttbare sett med kanaliseringsutstyr (ENE-6012), midlertidige grupperingssett (ENE-6020), optisk terminal (FD-2250) og annet utstyr, samt å vise status for utstyret som er inkludert i den.

De viktigste tekniske dataene til den optiske terminalen FD-2250 er gitt i tabell 2.1.

Tabell 2.1 - Grunnleggende tekniske data for den optiske terminalen FD 2250.

Optisk grensesnitt FD 2250 Elektrisk grensesnitt: Kode HDB-3 Pulsamplitude 2,37 V. Utgangsimpedans 75 Ohm Tap i tilkoblingskabler 6 dB ved en frekvens på 4224 kHz Optisk grensesnitt: Baud rate 8448 kbit/kode i linje CMI Pålitelighetsfaktor 10. -11kabeltype Enkeltmodus Bølgelengde 1,31 µmOptisk energikildelaserdiode FD-DC-PBHOoptisk energimottakerSkredfotodiode type GE-APDoptisk kontakt typeD4-PCTillatt tap33,5 dB (19,5 dB med lavenergiemitter)Energipotensial40 dB

OLT-utstyr sørger for overføring av tjenestedatakanaler (SD) som brukes til å overføre tjenestekommunikasjonssignaler, kontroll- og overvåkingssignaler, samt tjenestekanaler som forbrukeren kan bruke til egne formål.

Tabell 2.2 viser SD-kanalgrensesnittet.

Tabell 2.2 - SD-kanalgrensesnitt

Optisk terminal FD 2250 Antall servicekanaler 4 Overføringshastighet 64 kbit/s Data - DATANRZ Inngang \ utgangsklokkesignal - CLK Duty duty 2 Inngangsimpedans 120 Ohm Nivåer for inngangs- og utgangssignaler ITU-anbefaling V.11.

ENE-6012 multiplekseren er utformet som en separat enhet, som plasseres på et EN 6000-stativ. Opptil 4 sett med multipleksere kan installeres på stativet.

De viktigste tekniske dataene til ENE-6012-multiplekseren er gitt i tabell 2.3.

Tabell 2.3 - Grunnleggende tekniske data for multiplekseren i ENE 6012-serien.

MultiplexerENE 601212 Systemindikatorer:Antall kanaler 30 PM eller BCC Antall ledninger til innkommende og utgående kretser Opptil 6 Samplingsfrekvens 8 kHz Synkroniseringsfrekvens 2048 kHz Parametre for det primære digitale grensesnittet (i samsvar med GOST 26886--86 og ITU-anbefaling G.703:Overføringshastighet 2048 kbit/s Kode HDB 3 (MCPI) Input-output impedans 120 Ohm Kabeltype symmetrisk Nominell pulsamplitude 3,0 V (120 Ohm) Tillatt demping av tilkoblingskabelen 6 dB ved en frekvens på 1024 kHz Parametre for det digitale grensesnittet til det eksterne synkroniseringssignalet:Klokkefrekvens 2048 *(1± 50*10-6) kHz Kabeltype Symmetrisk Karakteristikk impedans 120 Ohm Maksimal toppspenning 1,9 V Minimum toppspenning 1,0 V Tillatt dempning av tilkoblingslinjen ved en frekvens på 1024 kHz Fra 0 til 6 dB PM-kanalparametere:Frekvens 0,3-3,4 kHz Inngangs- og utgangsimpedans 600 Ohm Sendingsnivå: 2-leder ende 0/minus 2,0 dB 4-leder ende 3,5/minus 13,0 dBu Mottaksnivå: 2-leder ende minus 2,0/minus 3 ,5 dB 4 terminering minus 3,5/4,0 dB Forbigående påvirkninger, ikke mer enn minus 65 dB Støy i en ledig kanal, ikke mer enn minus 65 dB BCC-kanalparametere (i henhold til GOST 26886-86 og ITU-anbefaling G.703:Overføringshastighet 64 kbit/s Type kobling Sam- og motretning Inngangsimpedans 120 Ohm Pulsamplitude 1 V Maksimal dempning av koblingskretsen ved en frekvens på 128 kHz fra 0 til 3 dB

De viktigste tekniske dataene for multiplekseren i ENE-6020-serien er gitt i tabell 2.4.

Tabell 2.4 - Grunnleggende tekniske data for multiplekseren i ENE 6020-serien.

Multiplekser ENE 6020 Grensesnitt i henhold til ITU-anbefaling G.703 Inngangsoverføringshastighet 2048 kbit/s Antall inngangsstrømmer 4 Utgangsoverføringshastighet 8448 kbit/s Antall kanaler i en multiplekset strøm 120 Inngangssignalkode HDB 3 Utgangssignalkode HDB 3 Multipleksmetode Tidsbasert gruppering Frekvensutjevningsmetode Positiv utjevning Inngangsimpedans 75 Ohm eller 120 Ohm Utgangsimpedans 75 Ohm Utgangssignalpulsamplitude 2,37 Synkroniseringsfrekvens 2048 kHz Tillatte tap i tilkoblingskabelen 6 dB ved en frekvens på 1024 kHz

Strømforsyning av ENE-6012, ENE-6020 utstyr og EN 6000 rack plassert i betjente punkter utføres i samsvar med GOST 5237 fra en likestrømkilde med en spenning på minus (21-29) V. (nominell verdi minus 24 V .) eller minus ( 36-72) V. (nominell verdi minus 48 V. og minus 60 V.) med en jordet positiv pol på strømkilden.

Utstyret som er installert i det lineære utstyrsverkstedet (LAS) er designet for drift hele døgnet ved lufttemperaturer fra 0 til +45 ° C og relativ luftfuktighet opptil 90 % ved en temperatur på +35 ° C og en reduksjon i atmosfærisk trykk til 450 mm. Hg Kunst.

Utstyret må opprettholde sine normaliserte parametere og egenskaper etter eksponering for følgende klimatiske faktorer:

• maksimal temperatur +50° MED;
• relativ luftfuktighet 95 % ved en temperatur på +35° MED;
• maksimal temperatur minus 50° MED;
• atmosfærisk trykk 60 kPa (450 mm Hg).

Blokkskjemaet for kommunikasjonsorganisasjonen er presentert i figur 2.1.

3. Velge type optisk kabel for oppheng på luftledninger

.1 Generell informasjon

Den utbredte introduksjonen av optiske kabler i kommunikasjonsnettverk har ført til at de brukes på luftledninger for overføring av informasjonssignaler for luftledningsvedlikehold, og for bruk av deler av kanalene til kommersielle formål.

Dette stor gruppe OK, som har spesifikke egenskaper, som motstand mot temperaturendringer og vindbelastninger, eksponering for regn og damp, snø og is, sollys og stråling, tordenvær, store mekaniske belastninger og miljøpåvirkninger.

Disse kablene skal ha høy driftssikkerhet, det samme som luftledninger.

Som et resultat er de underlagt ytterligere krav:

1. de skal ikke bli skadet under nødforhold på luftledninger og under mange vekslinger i kraftsystemer;
2. de må beskyttes mot ytre påvirkninger;
3. de må ha høye mekaniske egenskaper;
4. levetiden bør økes til 40 år;
5. de må operere med høy korrosiv effekt av faseledere.

Under byggingen av fiberoptiske kommunikasjonslinjer hengt på luftledningsstøtter, har følgende typer fiberoptiske kabler blitt utbredt i verdenspraksis:

OPGW (Optical Graud Wire) - FOC innebygd i en lynbeskyttelseskabel (OPGT) - brukes til å lage trunk- og intrazonale fiberoptiske linjer på luftledninger 110 - 500 kV, som regel under rekonstruksjon eller bygging av ny kraft linjer;

ADSS (All Dielectric Sely - Sypporting) - selvbærende ikke-metalliske fiberoptiske kabler (OKSN) - for organisering av interne fiberoptiske forbindelser langs 35-220 kV kraftledninger, på eksisterende luftledningsstøtter eller i fravær av lynbeskyttelse kabler på dem;

WADC (Wrapped All Dielectric Cables) - viklet på faseledninger eller lynbeskyttelseskabler (OKKN) - brukes i fiberoptiske linjer i systemet langs 35-220 kV kraftlinjer;

PA (Preporm Aftched) - ikke-metalliske fiberoptiske kabler festet til lynbeskyttelseskabler - brukes for organisering av interne fiberoptiske linjer på 110-220 kV luftledninger.

Byggingen av overliggende fiberoptiske linjer i den russiske energisektoren utføres hovedsakelig ved bruk av en fiberoptisk kabel innebygd i en lynbeskyttelseskabel (OPGT) og en selvbærende kabel (OKSN). I Russland er det også etablert produksjon av viklet fiberoptikk. Slike kabler er testet og prinsipper for utforming av linjer som bruker dem for luftledninger er utviklet, og det er mottatt russisk patent på en maskin for vikling av fiberoptiske kabler.

Nedenfor vil vi vurdere mer detaljert klassifiseringen av fiberoptiske kabler for oppheng på luftledninger.

.2 Optiske kabler innebygd i lynbeskyttelseskabel

Den optimale løsningen for å skape pålitelig optisk kommunikasjon over luftledninger er å overføre det optiske signalet via kabler innebygd i lynbeskyttelseskabelen. Når du velger utformingen av slike kabler, bør man ta hensyn til det faktum at kabelen må utføre to funksjoner: på den ene siden sikre stabiliteten til optiske parametere over en lang driftsperiode (minst 25 år); og på den annen side gi pålitelig beskyttelse av linjen mot lynnedslag, og motstå betydelige kortslutningsstrømmer som oppstår på linjen i løpet av kabelens levetid.

I denne forbindelse må designere av optiske kabler innebygd i en lynbeskyttelseskabel løse problemet med å sikre spesifiserte optiske parametere under forhold med høye temperaturer som oppstår i kabelen når den varmes opp fra kortslutningsstrømmer, under lynnedslag og i forhold med lave temperaturer, som bestemmes av klimatiske forhold. I tillegg er det nødvendig å sikre høy mekanisk styrke på kabelen og lav motstand.

For tiden har mange utenlandske selskaper, så vel som en rekke russiske selskaper, mestret produksjonen av slike kabler og tilbyr ulike design og teknologiske løsninger for å sikre de spesifiserte parametrene. Ved design kan optiske kabler innebygd i en lynbeskyttelseskabel deles inn i tre hovedgrupper.

Første gruppe kabler.Den optiske kjernen er innelukket i et rør laget av aluminium eller aluminiumslegering, som kan være forseglet eller ikke-forseglet, gir mekanisk beskyttelse for den optiske kjernen, og har lav elektrisk motstand. Lag av ledninger er plassert på toppen av røret, som bestemmer den mekaniske styrken til kabelen og dens elektriske parametere.

Figur 3.1 viser typiske design av kabler fra den første gruppen produsert av følgende selskaper: Alcoa Fujikura LTD (USA), BICC (UK), Cables Pirelli S.A. (Spania), Alcatel (Frankrike), Showa s Wires & Cables (Japan), Fujikura (Japan), JSC VNIIKP sammen med JSC (Russland) .

Den andre typen kabler.Optiske fibre er løst lagt i et forseglet rustfritt stålrør, det ledige rommet i røret er fylt med et hydrofobt fyllstoff. Ett eller flere av disse optiske fiberrørene er vridd rundt en sentral ledning for å danne den første tråden av kabelen. Avhengig av styrken og den nødvendige motstanden til kabelen, påføres ytterligere ett eller to lag med ledning.

Kabler av denne typen produseres av følgende selskaper: AEG (Tyskland), Felten&Guilleaume Energietechnik (Tyskland), Philips (Tyskland). Et typisk eksempel på denne typen kabel er vist i figur 3.2.

Tredje gruppe kabler.Optiske fibre er løst lagt i et polymerrør, hvis ledige plass er fylt med en hydrofob. Lag av ledninger er plassert på toppen av polymerrøret, og gir den nødvendige mekaniske styrken og elektrisk motstand til kabelen.

Utformingen av denne kabeltypen tilbys av Nokia (Finland) og Siemens (Tyskland). Figur 3.3 viser utformingen av disse kablene.

Den tredje gruppen inkluderer OPGT, produsert av JSC Ssamara Optical Cable Company (Fig. 3.4). Dens designfunksjon er at mellom det ytre og indre laget av ledninger er det et aluminiumsskall.

Den viktigste grunnleggende forskjellen mellom de optiske kjernene som produseres av ulike selskaper for optiske kabler innebygd i en lynbeskyttelseskabel, er leggingen av fiberen i den optiske kjernen. Det benyttes både plassering av løs fiber i den optiske modulen (løs rør) og tett fiberpakning (tett enhet eller tett buffer).

Ved beregning av en optisk kabel innebygd i en lynbeskyttelsesledning for maksimal tillatt strekkbelastning, bør den maksimalt tillatte belastningen på fiberen tas i betraktning for å opprettholde både optisk dempning og dens integritet gjennom hele kabelens levetid. For kabler med løst lagt fibre i den optiske kjernen belastes således fiberen vanligvis ikke med den maksimalt tillatte strekkbelastningen som påføres kabelen. Fiberspenning (eller fiberforlengelse) oppstår når belastninger utover maksimalt tillatt påføres kabelen, som vist i figur 3.5.

Ved bruk av optiske kjerner med tett pakking av fibre, overføres den påførte strekkbelastningen på kabelen til den optiske fiberen, det vil si at den optiske fiberen i dette tilfellet er i en stresset tilstand (fig. 3.5). Det er kjent at under påvirkning av belastning og fuktighet endres den mekaniske styrken til optiske fibre, og som et resultat reduseres levetiden deres. For å sikre den nødvendige levetiden til kabelen, er det derfor nødvendig å beskytte de optiske fibrene mot fuktighet og opprettholde den høye mekaniske styrken til fibrene gjennom hele kabelens levetid. Dermed bruker Alcoa Fujikura, som bruker en kabeldesign med tett pakking av fibre i en optisk kjerne, optisk fiber fra Corning Incorporated Opto-Electronics Group, som har et ekstra belegg av kvartsskallet med titanoksid. AOZT Samara optisk kabelselskap i sine kabelprodukter bruker den optiske fibre fra samme selskap og har muligheten til å produsere optiske fiberoptiske rør med single-mode optiske fibre med økt motstand mot aldring SMF-33Titan.

En slik fiber har en utmattelsesparameter n = 29,5 (for vanlig fiber n = 22,5), som gjenspeiler levetiden til fiberen. Foreløpig avvisning av fiberen ved 1 % forlengelse vil garantere levetiden i 40 år. Maksimal tillatt belastning på kabelen velges basert på fiberforlengelsen på opptil 0,5-0,6%.

Når fiberen er tett pakket i en optisk kjerne, kan dens dimensjoner reduseres betydelig sammenlignet med størrelsen på en kjerne med løs fiberlegging, noe som er viktig for optiske kabler med et stort antall fiber, siden diameteren på kablene kan være redusert.

Kabler har en kompakt design der den optiske fiberen legges i et rustfritt stålrør, som gjør det mulig å optimere de totale dimensjonene til kabelen (vekt, diameter) samtidig som dens høye mekaniske styrke og den nødvendige elektriske motstanden opprettholdes. Imidlertid kan muligheten for elektrokjemisk korrosjon i dette tilfellet ikke utelukkes. Derfor har vridning av rør med fiber- og ståltråder belagt med aluminium vanligvis et smøremiddel for å redusere korrosjon, for eksempel kabler fra Felten & Guilleaume foreslo å pakke inn røret med aluminiumstape, der innsiden er dekket med en polymerfilm .

Utformingen av kabler uten å beskytte de optiske kjernene mot fuktighet krever bruk av polymermaterialer som beholder sine fysiske og mekaniske egenskaper under påvirkning av strekkbelastninger og atmosfæren i lang driftstid.

Å skaffe elektriske parametere kabeldesignet er designet for en viss motstand DC, som oppnås ved det nødvendige tverrsnittet av aluminium og dets legeringer. Bruk av aluminiumsrør og aluminiumslegeringstråder i lag med galvaniserte ståltråder begrenser kabelens levetid på grunn av sannsynligheten for elektrokjemisk korrosjon. For å sikre lang levetid er det nødvendig å bruke spesielle anti-korrosjonssmøremidler eller anti-korrosjonsbelegg for ståltråder. Å belegge ståltråd med sink-aluminiumslegering kan øke levetiden betydelig. Den beste løsningen er belegg av ståltråder med aluminium. I dette tilfellet er det gitt høy beskyttelse av ståltråd og ledninger av aluminium eller aluminiumslegering mot korrosjon, og den elektriske motstanden til kabelen øker. For å sikre høy mekanisk styrke på kabelen og elastisitetsmodul i aluminiumsbelagt tråd, er det nødvendig å bruke stål med en styrke på minst 160 kgf/mm 2 ; Vanligvis er styrken til aluminiumbelagt ståltråd minst 140 kgf/mm 2 , i noen tilfeller kan den være høyere.

Av alt som er sagt, følger det at når du velger utformingen av en optisk kabel innebygd i en lynbeskyttelseskabel, er det nødvendig å ta hensyn til optimaliseringen av alle dens parametere: maksimal tillatt strekkbelastning, likestrømsmotstand, vekt, diameter, antall fibre, samt pålitelighetsindikatorer for elementene.

.3 Selvbærende ikke-metalliske optiske kabler

Opprettelse av optisk kommunikasjon ved høyspentlinjer kraftoverføring uten å erstatte lynbeskyttelseskabler med optiske kabler innebygd i lynbeskyttelseskabelen, eventuelt ved bruk av opphengte ikke-metalliske optiske kommunikasjonskabler spesielt designet for dette formålet. Til dags dato tilbyr mange russiske og utenlandske selskaper kabler av denne klassen med forskjellige designløsninger. De viktigste typiske designene til disse kablene kan deles inn i tre grupper.

Den første gruppen av kabler er suspenderte ikke-metalliske optiske kommunikasjonskabler, hvis kraftelementer er glassfiberstenger. Kabler i denne gruppen produseres hovedsakelig av russiske bedrifter. Dette skyldes det faktum at prisen på 1 km glassfiberstang i Russland er 2-3 ganger billigere enn i utlandet. Hovedleverandørene av slike kabler er JSC VNIIKP (Moskva) og OPTEN (St. Petersburg). Disse bedriftene har utviklet en rekke kabler designet for ulike mekaniske belastninger; Figur 3.6 viser typiske kabeldesign for denne gruppen. I begge tilfeller er fiberen løst lagt i den optiske modulen, hvis ledige plass er fylt med et hydrofobt fyllstoff (løst rør). Hovedforskjellen ligger i den teknologiske utformingen av den optiske kjernen. I JSC VNIIKP kabler er optiske moduler vridd sammen med glassfiberelementer rundt en sentral glassfiber for å sikre nødvendig strekkbelastning, glassfiberlag påføres over den optiske kjernen. I OPTEN JSC-kabler er den optiske kjernen laget i form av å vri optiske moduler sammen et lag med glassfiberstenger på toppen av den optiske kjernen.

Den andre gruppen av kabler er suspenderte ikke-metalliske optiske kabler, hvis kraftelementer er aramidtråder. Kabler i denne gruppen produseres av mange utenlandske selskaper, som Alcoa Fujikura (USA), Siemens (Tyskland), AT&T (USA), Pirelli (Italia) og av russiske foretak JSC VNIIKP og JSC OPTEN. Den typiske utformingen av slike kabler er vist i figur 3.7, a. Alle de børsnoterte selskapene bruker optiske moduler med løs fiberlegging (løst rør).

Den tredje gruppen av kabler er suspenderte ikke-metalliske optiske kabler, hvis kraftelementer er aramidtråder og glassfiber, som igjen kan være en stang, eller kan være laget i form av et sentralt profilert element. Dette kabelalternativet er vist i figur 3.7, b. En optisk kabel med strømelementer laget av aramidtråder og glassfiberstenger tilbys av JSC VNIIKP og er vist i figur 3.7, ca.

Beregningen av opphengte optiske kabler for maksimal tillatt strekkbelastning utføres på grunnlag av tillatt belastning på fiberen (maksimal tillatt fiberforlengelse), som velges av hver kabeldesigner basert på overskuddsfiberlengden i den optiske modulen og , i noen tilfeller, ved bruk av spesielt utvalgte fibre, ekstra tillatt belastning på fiber. Dermed tilbyr AT&T en kabeldesign der fiberen ikke forlenges når kabelen forlenges til 1 %. JSC VNIIKP tillater en strekkbelastning på kabelen når den er forlenget opp til 0,5 % uten å forlenge fiberen. I dette tilfellet velges antall aramidtråder eller tverrsnittet av glassfiberelementer basert på tillatt belastning for en gitt kabelforlengelse.

Ulempene med optiske kabler i 1. gruppe sammenlignet med kabler i 2. gruppe er deres større ytre diameter på grunn av den lave fyllingsgraden av glassfiberelementer, mindre fleksibilitet og større vekt.

Beskyttelse av kabelens optiske kjerne og forsterkende elementer mot fuktighet er gitt av polymerkabelkapper. Derfor er oppgaven med å opprettholde integriteten til den ytre polyetylenkappen gjennom hele kabelens levetid spesielt relevant. Det er kjent at under påvirkning av et elektrisk felt og fuktighet skjer det derfor nedbrytning av kabelens polyetylenkappe, forutsatt at det velges et opphengspunkt med minimum elektrisk feltstyrke, suspenderte ikke-metalliske optiske kabler med en kappe laget av vanlige slange polyetylen (i den russiske versjonen PE 153-10K) anbefales for oppheng på linjer kraftoverføring med spenning opp til 110 kV (for utenlandske linjer 132 kV).

Dermed har opphengte ikke-metalliske optiske kabler et begrenset bruksområde. Nylig har det blitt utført arbeid for å lage et materiale for kappen av slike kabler basert på polyetylen, som har økt sporingsmotstand (sporingsdannelse av nedbrytningsspor på overflaten av dielektrikumet når det utsettes for et elektrisk felt). Dermed tilbyr Alcoa Fujikura og Siemens en optisk kabel for oppheng på kraftledninger med en spenning på 230 kV ved valg av et opphengspunkt med en spenning på ikke mer enn 12 kV. AT&T tilbyr optiske kabler for oppheng på kraftledninger med spenninger på 230 og 500 kV med spenningsopphengspunkter begrenset til henholdsvis ikke mer enn 12 og 25 kV. Følgelig utvides anvendelsesområdet for overliggende ikke-metalliske kabler for tiden. Men dette krever nøye beregninger av mulige effekter på kabelkappen, og muligens ytterligere tester. Arbeid utført ved JSC VNIIKP på påvirkning av det elektriske feltet på polyetylenkappen til kabelen viste at det er en endring i den supramolekylære strukturen til polyetylen ved 1,75 kV/cm. Den sannsynlige årsaken til disse endringene kan være oppvarming av prøven under elektriske tester til en temperatur på ca. ° C, som et resultat av hvilket akselerert aldring av polyetylen er sannsynlig.

3.4 Optiske kabler beregnet for vikling på ledninger og lynbeskyttelseskabler

En av de billigste typene informasjonsoverføring over en luftledning er signaloverføring via en optisk kommunikasjonskabel viklet rundt en faseledning eller lynbeskyttelseskabel på linjen. Til nå har teknologien for vikling av optiske kabler på ledninger eller kabler blitt utviklet av bare to selskaper i verden, Furukawa Elektric CO LTD (Japan) og Focas Limited (USA). Og dette er forståelig, siden selskapene eide en enhet for vikling av optiske kabler på ledningene til kraftledninger. Disse selskapene tilbyr optiske kabler for vikling både på lynbeskyttelseskabler og på faseledninger.

Det russiske selskapet ORGRES har utviklet og produsert en enhet for å vikle en optisk kabel på ledningene til kraftledninger (patentsøknad 93-017667/07) og utvikler for tiden teknologien for å vikle en optisk kabel på en overliggende lynbeskyttelseskabel. Alcoa Fujikura LTD tilbød en optisk kabel for vikling ved hjelp av en enhet utviklet av ORGRES.

Det er klart at de tekniske parametrene til optiske kabler beregnet for vikling på en kabel skiller seg fra kabler beregnet for vikling på fasetråder. Ved vikling av en kabel på en fasetråd, bør den maksimalt tillatte temperaturen på lederen, som bestemmes av den maksimale oppvarmingstemperaturen til faseledningen eller kabelen, tas i betraktning. Så, i henhold til russiske standarder for en stålkabel, er den tillatte oppvarmingstemperaturen ved en kortslutningsstrøm på 400 ° MED, arbeidstemperatur bestemt av omgivelsestemperaturen, både maksimum og minimum mulig for et bestemt opphengsområde. For stål-aluminiumskabel og faseledere, tillatt oppvarmingstemperatur ved en kortslutningsstrøm på 200 ° C. Når det gjelder temperaturforhold, er det derfor mer å foretrekke å vikle en optisk kabel på fasetråder eller stål-aluminiumskabler. Det bør tas i betraktning at ved vikling av kabelen er lynnedslag mulig, noe som også kan føre til skade på den optiske kabelen.

Imidlertid, som når det gjelder henging av ikke-metalliske optiske kabler på kraftledninger, ved vikling på en faseleder, er det nødvendig å ta hensyn til påvirkningen av det elektriske feltet på kabelkappen, som kan være utsatt for erosjon som en resultat av feltgradienten og fuktigheten. I tillegg, når du vikler en optisk kabel på en fasetråd, er det nødvendig å bruke en metode for å feste kabelen til en støtte der strømlekkasje til bakken ikke vil være mulig.

Når det gjelder design, er viklede optiske kabler ikke fundamentalt forskjellige fra ikke-metalliske suspenderte optiske kabler, og de må følgelig være underlagt de samme kravene til påliteligheten til deres mekaniske og optiske parametere. I dette tilfellet kablene av denne typen må ha minimum diameter og vekt.

Figur 3.8a viser en typisk utforming av en optisk kabel av viklet type som tilbys av Fokas Limited [6]. Utformingen av kablene fra dette selskapet sørger for fri legging av fiberen i et polymerrør (løst rør brukes som kraftelementer). Kablenes beregnede bruddlast er

45 kgf, mens massen på kablene varierer fra 20 - 59 kg/km, varierer diameteren på kablene fra 5,3 til 8,1 mm. Kabler varierer i temperaturmotstand: når de er viklet på en fasetråd, må kabelen tåle en maksimal temperatur på 300 0C, når viklet på en lynbeskyttelseskabel - 200 0MED.

Figur 3.8b viser en typisk kabeldesign foreslått av Furucawa Electric CO LTD for vikling på en kabel. Strekkbelastningen til kablene til dette selskapet varierer fra 100 til 200 kgf med en kabeldiameter på 3 - 4 mm, driftstemperaturområde fra -20 0Fra opp til 150 0C. Kabelen tåler eksponering for et elektrisk felt i vått vær opp til 150 kV/m.

Kabeldesignet for vikling på kabel- og fasetråder, foreslått av Alcoa Fujikura LTD, er vist i figur 3.8b. Den langsiktige påførte strekkbelastningen for kabler fra dette selskapet varierer fra 45 til 60 kgf, den tillatte kortsiktige strekkbelastningen for er 90 - 120 kgf, vekten av kablene varierer tilsvarende fra 28 til 59 kg/km, diameteren av kablene er 4,6 - 6,6 mm. Kabelkappematerialet til dette selskapet tåler temperaturer opp til 220 0C, og er også motstandsdyktig mot spordannelse. Alcoa Fujikura LTD er klar til å levere en kabel for vikling på en lynbeskyttelseskabel av stål, som følgelig tåler varmetemperaturer opp til 400 0MED.

For tiden ser det derfor ut til at det er mulig i Russland å utføre arbeid med bygging av optiske kommunikasjonslinjer ved å vikle en optisk kabel på luftledninger.

3.5 Begrunnelse for valg av type optisk kabel

Fra stillingen tekniske krav krav til hoved- og intrasoneoverføringslinjene til det russiske luftforsvaret, i dag leveres de beste forbrukeregenskapene av optiske kabler innebygd i en lynbeskyttelseskabel. Følgende fordeler med OCGT kan bemerkes:

• Høy pålitelighet (OPGT-brudd overstiger ikke 0,05 - 0,1 tilfeller per 100 km per år);
• Beskyttelse av optiske fibre fra eksterne elektromagnetiske påvirkninger, siden OPGT er skjermet av ett eller to lag med ledninger;
• lang levetid (opptil 25 år);
• Bruk av OPGT for å lage fiberoptiske linjer på luftledninger 110-500 kV.

Dette prosjektet sørger for suspensjon av en optisk kabel innebygd i en lynbeskyttelseskabel, merke OKGT - MT - 4 - 10/125 - 0,36/0,22 - 13,1 - 81/72 produsert av JSC Samara Optical Cable Company, på eksisterende støtter av eksisterende 220 kV luftledning til Vostochnaya - Zarya transformatorstasjon.

Tabell 3.1 viser hovedparametrene til OPGT - MT - 4 - 10/125 - 0,36/0,22 - 13,1 - 81/72.

ParametreVerdier12Antall enkeltmodus optiske fibre4Dempningskoeffisient, dB/km, ikke mer ved en bølgelengde på 1,31 mikron ved en bølgelengde på 1,55 mikron 0,36 0,22Kromatisk dispersjon, ps/nm *km, ikke mer ved en bølgelengde på 1,31 µm ved en bølgelengde på 1,55 µm 3,5 18 Bruddlast, kg, ikke mindre enn 7200 Kortvarig maksimal tillatt strekkbelastning (innen 200 timer for hele levetiden), kg, ikke mindre enn 36500 Gjennomsnittlig driftsstrekkbelastning, kg, ikke mindre enn 1470 elastisitetsmodul for kabelen , kg/mm 2, ikke mindre enn 13214 Kabel termisk forlengelseskoeffisient, 1/ 0C, ikke mer enn 16,0 *10-6Kortslutningsstrømpuls i 1 sekund, kA, ikke mindre enn 9,1 Termisk motstand mot kortslutning, kA 2*0S81 Nominell ytre diameter, mm13,1 Nominell vekt, kg/km540 Minimum bøyeradius, mm Under montering Etter montering 340 250 Temperaturområde, 0Fra -60 til +60

Utformingen av OPGT - MT - 4 - 10/125 - 0,36/0,22 - 13,1 - 81/72 er vist i figur 3.4.

4. Beregning av parametere for optiske kabeler

Hovedparametrene til den optiske kabelen er:

numerisk blenderåpning (NA), som karakteriserer effektiviteten av input (utgang) av lysenergi til en optisk fiber og prosessene for dens forplantning i en optisk kabel;

demping ( en ), som bestemmer overføringsområdet til den optiske kabelen og dens effektivitet;

forskjell ( t ), som karakteriserer pulsutvidelsen og gjennomstrømningen til den optiske kabelen.

4.1 Beregning av den numeriske blenderåpningen og bestemmelse av driftsmodusen til den optiske kabelen

Den viktigste egenskapen til en lysleder er blenderåpningen NA, som er sinusen til den maksimale innfallsvinkelen til strålene ved enden av lyslederen, der strålen i lyslederen når grensen

kjerne - skall faller i en kritisk vinkel q cr . Den numeriske blenderåpningen karakteriserer effektiviteten til strålingsinngang i fiberen og beregnes ved hjelp av formelen:

NA= n 0*synd q cr =n 0Ö n 2-n 2,(4.1)

hvor NA er den numeriske blenderåpningen;

n 0_brytningsindeks for miljøet (luft);

q cr - kritisk innfallsvinkel.

Hvis enden av lyslederen grenser til luft, så n 0=1. For gitte brytningsindekser n 1=1,4616 og n 2=1.46 finner vi den numeriske blenderåpningen ved å bruke formel 4.1

NA= Ö 1,46162-1,462 = 0,068

Driftsmodusen til en optisk fiber vurderes av verdien av en generalisert parameter kalt normalisert (dimensjonsløs) frekvens.

Den normaliserte frekvensen beregnes ved å bruke formelen:

n = 2Pa/ l *NA, (4,2)

hvor a er radien til den optiske fiberkjernen, a = 25 µm;

l - bølgelengde, l = 1,31 um;

NA-numerisk blenderåpning, NA=0,068.

n =2*3,14*5*10-6/1,31*10-6 *0,068=1,62

n =1,62>2,405 - dette betyr at driftsmodusen til den optiske fiberen er enkeltmodus.

4.2 Beregning av optisk kabeldempning

Den viktigste parameteren til en lysleder er demping. Dempingen av signaler i en OK fiberlysleder er en av hovedfaktorene som bestemmer den maksimale avstanden et signal kan overføres over uten mellomregeneratorer.

Dempning av lyslederveier til fiberoptiske kabler en er forårsaket av de iboende tapene i de optiske fibrene og ytterligere tap forårsaket av deformasjonen og bøyningen av de optiske fibrene under påføring av belegg og en beskyttende kappe under kabelproduksjon, og bestemmes av formelen:

a = en Med

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.

Lagt ut på http://www.allbest.ru/

Introduksjon

1. Mandat for utforming av fiberoptiske kommunikasjonslinjer

2. Innledende data for utforming av fiberoptiske linjer

3.Beregning av antall kanaler langs motorveien

4. Bestemmelse av nødvendige egenskaper for beregning av fiberoptiske linjer

5.Utvalg av FOCL-topologier

6.Beregning av optiske fiberparametere

7.Valg av type og design av optisk kabel

8.Valg av optisk strålingskilde

9.Valg av fotodetektor

10. Bestemmelse av lengden på regenereringsseksjonen basert på dempningen av den optiske kabelen

11. Beregning av tap i en lineær bane

12.Tap for innføring/ekstrahering av lys inn i/fra den optiske fiberen

13.Tap i permanente og avtakbare kontakter

14. Estimering av systemreserve

15. Fastsettelse av samlet tap

16. Bestem reservekraft

17. Bestemmelse av hastigheten til fiberoptiske kommunikasjonslinjer

Bibliografi

Introduksjon

FIBEROPTIKK, teknologi for å overføre lys gjennom tynne tråder av transparente materialer. Dette lyset brukes til å overføre elektroniske signaler over lange avstander. En optisk fiber består av en lystransmitterende kjerne og en kledning som hindrer lysspredning. Fibrene er satt sammen til en kabel, som kan inneholde fra 72 til 144 fibre. De første optiske fibrene var multimodus, dvs. Flere lysbølger kunne passere gjennom dem samtidig. Multimode-fibre krevde ganske hyppig avstand mellom repeatere for å kompensere for absorpsjon og spredning av lysstråler når de sikksakk langs kjernen. Singlemode fiber nyeste teknologi har en så liten kjernediameter at den lar deg rette ut banen til en individuell stråle og redusere signalintensitetstap betraktelig. Single-mode fiberkabler er i stand til å overføre opptil 1,2 milliarder biter med data per sekund, og avstanden mellom repeaterne når 50 km.

Applikasjoner. Optiske fibre er ikke helt gjennomsiktige for å oppfylle kravene til fiberoptiske lenker. I en slik kabel må lys reise lange avstander uten forstyrrelser. Sprekker, forurensning eller bobler i fiberen gjør at den fine strålen absorberes eller reflekteres. Det har allerede vært mulig å redusere overføringstap i fiber til under 10 % per kilometer.

Optiske fibre som brukes til telekommunikasjon skal sveises slik at sømmene blir minimale. Lysgeneratorer må kobles til endene av fiberen med meget høy presisjon.

Ris. 1.1. Grunnleggende optisk fiberdesign

1. Designspesifikasjonerfiberoptiske kommunikasjonslinjer

For å designe fiberoptiske kommunikasjonslinjer (FOCL), trenger du:

· bestemme de nødvendige egenskapene for beregning av fiberoptiske lenker;

· utvalg av fiberoptiske kommunikasjonslinjer topologier;

· valg av optisk fiber og beregning av parametere;

· valg av type og design av optisk kabel;

· valg av optisk strålingskilde;

· valg av fotodetektor;

· beregning av tap i en lineær bane;

· bestemme reservekraft;

· beregning av energibudsjettet;

· bestemme lengden på regenereringsseksjonen og presentere et diagram over plasseringen av regeneratorer eller lineære forsterkere;

· bestemme ytelsen til fiberoptiske kommunikasjonslinjer;

· analysere de utformede fiberoptiske linjene og presentere de beregnede parameterne i form av en tabell;

· trekke konklusjoner basert på de oppnådde resultatene.

2 . Innledende data for utforming av fiberoptiske linjer

Terminalpunkter: Balti - Bendery

Avstand mellom terminalpunkter: 182,9 km

Kjernediameter (2a, mm): 7,5

Skalldiameter (2b, mm): 125

Bølgelengde som systemet fungerer ved (l, mm): 1,31

Spektralbredde av laserstråling (λl, nm): 1,5

3 . Beregning av antall kanaler langs motorveien

Antall kanaler som forbinder terminalpunkter avhenger i prinsippet av størrelsen på befolkningen på disse punktene og av interessenivået til enkeltpersoner for kommunikasjon.

Befolkningsstørrelsen kan bestemmes fra statiske folketellingsdata. Vanligvis gjennomføres en folketelling en gang hvert 5. år, så utformingen må ta hensyn til befolkningsøkningen. Befolkningsstørrelsen på et gitt punkt, tatt i betraktning den gjennomsnittlige befolkningsøkningen, bestemmes av uttrykket:

Hvor: P0 - befolkning i folketellingsperioden mennesker, C - årlig økning i befolkningen i en gitt region, i prosent (i henhold til folketellingsdata, 2-3%); t er perioden definert som forskjellen mellom året for den prospektive utformingen og året for folketellingen.

Året med avansert design er ment å ta 5-10 år lenger enn inneværende år. Vi teller 5 år i dette prosjektet.

Henholdsvis

t = 5 + (tm - t0) ,

Hvor: tm år fiberoptisk kommunikasjon linje design; t0 år tilsvarende data for P0 .

t = 5 + (2010 - 2001 ) = 14

Graden av interesse for visse befolkningsgrupper for kommunikasjon avhenger av de politiske, økonomiske, kulturelle og sosialistiske relasjonene mellom disse gruppene. Kommunikasjon mellom terminal- og mellompunkter bestemmes av attraksjonskoeffisienten f1 , som, som eksperimenter viser, varierer innenfor et bredt område på 0,1-12%. I dette prosjektet vurderes f1=5%, med dette i tankene vil vi bestemme antall telefonkanaler mellom terminalpunkter:

Hvor b1 Og V1 konstanter som tilsvarer en viss tilgang for noen tap (vanligvis regnes tap som 5 %, b 1 = 1,3 ; V1 = 1,6 ); f1 - attraksjonskoeffisient; f1 =0,05 (5 %); det vil si den gjennomsnittlige belastningen opprettet av abonnenten y=0,05 Erl; N.A. Og N.B.- antall abonnenter som betjenes ved terminalstasjoner på henholdsvis punkt A og B.

Antall abonnenter som betjenes av en eller annen stasjon bestemmes avhengig av antall personer i tjenesteområdet. Ved å beregne gjennomsnittlig befolkningsfordeling fra telefonapparater lik 0,3, er antall abonnenter i en gitt sone bestemt av formelen:

Dermed beregnes antall kanaler for telefonkommunikasjon mellom terminaler, men kanaler for andre teletjenester er også organisert på kabelstammen, inkludert transittkanaler. Det totale antallet kanaler mellom to langdistansestasjoner bestemmes:

hvor: - antall duplekskanaler for telefonkommunikasjon; -antall duplekskanaler for telegrafkommunikasjon; -antall duplekskanaler for TV-overføring; - antall tosidige kanaler for kabelkringkasting; -antall duplekskanaler for dataoverføring; -antall tosidige kanaler for overføring av aviser; -antall transittkanaler.

Antall kanaler for kommunikasjonsorganisasjoner med ulike formål kan uttrykkes gjennom antall telefonkanaler, for eksempel: 1 TV-kanal = 1600 telefonkanaler; 1 telegrafkanal = 1/24 telefonkanaler; 1 kanal for kabelkringkasting = 3 telefonkanaler osv. Det er rimelig å uttrykke det totale antallet kanaler mellom terminalpunkter i telefonkanaler. Prosjektet er avhengig av:

Deretter kan det totale antallet kanaler beregnes ved å bruke følgende formel:

Prosjektet skal gi to tosidige TV-kanaler.

4. Bestemme nødvendige egenskaper for beregning av fiberoptiske lenker

De viktigste egenskapene som er nødvendige for å beregne design av fiberoptiske kommunikasjonslinjer:

· Hastighet for informasjonsoverføring;

· Nøyaktighet av signalgjengivelse - for digitale systemer bestemmes av feilraten (BER - Bit Error Ratio);

· Lengde på fiberoptiske kommunikasjonslinjer og antall sluttenheter.

På dette designstadiet blir data analysert og spesifisert mandat. Følgende underavsnitt kan siteres:

1. ledd. Hastigheten på informasjonsoverføringen bestemmes, avhengig av antall kanaler overføringene er beregnet på, med tanke på at telefonkanalen har en hastighet på 64 kbit/s.

B = n · Bkanal,

hvor: B er gruppehastigheten for informasjonsoverføring; n-antall kanaler; Vkanal- overføringshastighet på én kanal (64 kbit/s).

B= 3418 64 = 218,8 (Mb/ s)

BER (Bit Error Ratio) er valgt. For digitale fiberoptiske linjer avhenger denne koeffisienten av typen nettverk og bestemmes av formelen:

BER = BER*· L,

optisk fiber kommunikasjonslinje

hvor: BER* (Bit Error Rate) er sannsynligheten for feil som tilsvarer én kilometer fiberoptisk kommunikasjonslinje. For en lokal strekning (lengden på strekningen er hundrevis av kilometer) VER*loc=10-9.

L er lengden på sendestrekningen, km.

BER= 182,9 · 10-9

2. ledd. Den optimale lineære koden er valgt.

Problemet med å velge en lineær kode har ikke en spesifikk løsning for alle fiberoptiske linjer. Spesielt for hver fiberoptisk kobling er det nødvendig å nøye analysere tids- og spektralparametrene til lineære koder, samtidig som man husker på teknoøkonomiske faktorer.

For nettverksseksjoner med overføringshastigheter over 100 Mb/s, blokkere koder: for eksempel kode 5B6B.

5. Valg av fiberoptiske kommunikasjonslinjer topologier

For tiden bruker fiberoptiske kommunikasjonssystemer SDH (Synchronous Digital Hierarchy) teknologi. For lange stamlinjer brukes en punkt-til-punkt-topologi.

6. Beregning av optiske fiberparametere

For produksjon av optisk fiber velger vi følgende materialer: 3,1 % GeO2 96,9 % SiO2 for kjernen og 3,0 % Be2O3 97,0 % SiO2 for kledningen. Brytningsindeksene til disse materialene er preget av Selmeir-formelen.

Odds Ai Og li er hentet fra tabellen nedenfor:

De optiske egenskapene til de valgte kjerne- og kledningsmaterialene skal sikre enkeltmodusdrift av fiberlyslederen. For å gjøre dette er det nødvendig å beregne verdien av den normaliserte (karakteristiske) frekvensen:

Hvor en - radius av fiberkjernen, µm; l - bølgelengde, µm; n 1 - brytningsindeks for kjernen; n 2 - brytningsindeks for skallet.

Normalisert frekvens V<2,405, а значит в световоде распространяется лишь один тип волны НЕ11, и компоненты волоконного световода выбраны правильно для обеспечения одномодового режима.

En viktig egenskap ved en lysleder er den numeriske blenderåpningen NA (Numerical Aperture), som er sinusen til blendervinkelen ().

Blendervinkelen er vinkelen mellom den optiske aksen og en av generatrisene til lyskjeglen som virker på enden av lyslederen.

Numerisk blenderåpning beregnes ved å bruke formelen:

Diameteren til modusfeltet i OOB bestemmes ut fra relasjonen

Hvor: V- normalisert frekvens; d- kjernediameter.

Fibre er preget av en grensefrekvens og bare bølgelengder som er mindre enn diameteren til fiberkjernen (l) sendes gjennom dem

Følgelig er cutoff-bølgelengden:

Hvor: d kjerne diameter; pnm(pnm = 2.405) er en parameter som karakteriserer bølgetypen (modus).

De viktigste parametrene til en fiber er det optiske tapet og følgelig dempningen av den overførte energien. Disse parametrene bestemmer kommunikasjonsområdet til den optiske kabelen og dens effektivitet.

Dempingen av lyslederbaner skyldes deres egne tap i fiberlysledere ( bMed) og ytterligere tap, den såkalte kabelen ( bTil), forårsaket av deformasjon og bøyning av de optiske fibrene under påføring av belegg og beskyttende skall under produksjonsprosessen av den optiske kabelen, dvs.

De iboende tapene til optiske fibre består først og fremst av absorpsjonstap ( b P ) og spredningstap ( b R ), dvs.

Dempning på grunn av absorpsjon er assosiert med tap på grunn av dielektrisk polarisering og avhenger betydelig av egenskapene til fibermaterialet:

Hvor: n1 - brytningsindeksen til kjernen; - dielektrisk tapstangent i lyslederen ( tg = 2,4 10 - 12 ); l- bølgelengde, km.

Spredningsdempning beregnes ved hjelp av formelen:

Hvor: K - Boltzmann konstant, ; T -temperatur for overgang av glass til fast fase, T = 1500 K ; ?-komprimerbarhetskoeffisient, ; l - bølgelengde, m .

I lysledere, når pulserende signaler sendes, etter å ha reist en viss avstand, blir pulsene forvrengt, utvidet, og et øyeblikk kommer når tilstøtende pulser overlapper hverandre. Dette fenomenet i teorien om lysledere kalles spredning.

Spredning oppstår av to grunner: usammenheng av strålingskilder og utseendet til et spektrum, eksistensen av et stort antall moduser.

Kromatisk (frekvens) dispersjon, som er delt inn i materiale og bølgeleder. Materialspredning skyldes avhengigheten av lysledermaterialets brytningsindeks av bølgelengden. Bølgelederdispersjon er forårsaket av prosesser innenfor modusen og er assosiert med fiberstrukturen til modusen. Det er preget av avhengigheten av modusutbredelseskoeffisienten på bølgelengden.

I enkeltmodusfibre vises bare material- og bølgelederdispersjoner, som beregnes ved hjelp av formlene:

hvor er bredden på kildestrålingsspekteret, ved bruk av en halvlederinjeksjonslaser som strålingskilde, = 0,1 - 4 nm; - spesifikk spredning av materialet; - spesifikk bølgelederspredning.

Den spesifikke bølgelederspredningskoeffisienten beregnes ved å bruke formelen:

hvor er bølgelengden, μm; - relativ forskjell i brytningsindekser.

Spesifikk kromatisk spredningskoeffisient:

17*(ps/(km nm)) .

Samme indikator omregnet med hensyn til?l per 1 km fiberlengde: = -17* 1== -17* (ps/km).

Den karakteristiske impedansen til en fiberlysleder kan representeres gjennom komponentene i det elektromagnetiske feltet, hvis bestemmelse er ganske vanskelig. I praktiske beregninger brukes grenseverdiene for bølgeimpedansen til kjernen og skallet for en plan bølge. Hvori:

hvor: - bølgeimpedans for et ideelt medium; m 0 - relativ magnetisk permeabilitet, m0 = 4 ·10-7, Gn/m; 0 -relativ dielektrisk konstant, .

I samsvar med den grunnleggende ligningen for overføring gjennom optiske fibre, avhenger fasekoeffisienten av mediets bølgenummer og er innenfor grensene:

hvor: - bølgenummeret til skallet; - bølgenummer for kjernen. Bølgetallet k0 til et ideelt medium beregnes med formelen:

Hvor: = 2 f - vinkelfrekvens, 1/s ; l - bølgelengde, mikron.

I samsvar med de grunnleggende prinsippene for elektrodynamikk forplanter seg i homogene medier en plan elektromagnetisk bølge med fasehastighet og gruppehastighet.

For et ikke-dispersivt medium er ikke fasehastigheten avhengig av frekvens, og da er gruppehastigheten lik fasehastigheten. Imidlertid i dispersive medier, hvor fasehastigheten til en elektromagnetisk bølge er en funksjon av frekvensen, og har forskjellige verdier.

Fasehastigheten beregnes ved hjelp av formelen:

hvor b er fasekoeffisienten.

Ved store bølgelengder nær kritiske forplanter energi seg i skallet med fasehastighet , når bølgelengden minker, blir all energien konsentrert i kjernen, noe som tilsvarer forplantningshastigheten . Når bølgelengden øker, synker således fasehastigheten fra hastighetsverdien i kledningen til hastighetsverdien i fiberkjernen.

Det bør huskes at hastigheten på bølgeutbredelsen langs lyslederen alltid er mindre enn lysets hastighet, dvs. en overflatebølge har alltid et langsom forplantningsmønster.

Gruppehastigheten for forplantning langs lyslederen bestemmes av uttrykket:

Båndbredde er en verdi som karakteriserer kapasiteten til en fiber til å overføre en viss mengde informasjon om gangen. Jo større båndbredde, jo større informasjonskapasitet har fiberen. Båndbredde er uttrykt i MHz km. Båndbredden til en optisk linje bestemmes omtrentlig av formelen:

7 . Velge type og design av optisk kabel

Det dyreste fiberoptiske linkelementet er optisk kabel (OK). Rasjonelt valg av OK reduserer kostnader for prosjektering og drift av prosjekterte fiberoptiske linjer.

For å velge OK for installasjon, må du huske på følgende faktorer:

· påvirkning av miljøet over kabelen;

· antall fibre som er lokalisert;

· optiske egenskaper OK.

Og også, OK må tilfredsstille følgende tekniske krav:

· mulighet for å installere OK under samme forhold som ved installasjon av en elektrisk kabel;

· evnen til maksimalt å bruke metoden, teknikken og eksisterende enheter for kabelinstallasjon;

· mulighet for installasjon under polare forhold, bekvemmelighet og på sikt;

· motstand mot miljøpåvirkninger (mekanisk, klimatisk) som oppstår under drift av linjer;

· høy pålitelighet, lang levetid.

For å designe en stammelinje er det nødvendig med en kabel beregnet for legging i bakken. Den valgte optiske fiberen tilfredsstiller følgende anbefalinger:

De viktigste optiske og fysisk-mekaniske egenskapene til OK er gitt i tabell.

Optiske kabler OMZKGM for nedlegging i bakken

Design:

1. Sentralt styrkeelement - glassfiber

3. Hydrofob forbindelse

4. PE-skall

5. Ståltråd

6. Beskyttelsesslange

Optisk trunk og intra-sone multimodulkabel med et sentralt styrkeelement (CSE) laget av en glassfiberstang eller stålkabel, rundt hvilken moduler (OM) er vridd, som inneholder opptil 12 optiske fibre (OF) hver, og ledninger, med en kappe av polyetylen (PE), panser laget av runde galvaniserte ståltråder og en beskyttende PE-slange.

applikasjon

Kabelen brukes til å legge i jord av alle kategorier, unntatt de som er utsatt for permafrostdeformasjoner, i kabelkanaler, rør, blokker, samlere, tunneler på broer og i gruver, gjennom grunne sumper og ikke-farbare elver.

Sertifikater:

Brannsikkerhetssertifikat nr SSPB.RU.OP004.V.00427 (OMZKGMN)

Kablene bruker optiske fibre i henhold til ITU-T-anbefalingene G.651, G.652B, G.652D, G.655.

På kundens forespørsel produseres kablene i en kappe av ikke-brennbart materiale med lav gass- og røykutslipp (LS-type) og halogenfri (HF-type).

OMZKG trunk kommunikasjonskabel(Fig. 16) inneholder enkeltmodusfibre som gir flerkanalskommunikasjon over lange avstander. Kabelen inneholder fire eller åtte fibre plassert i sporene i en profilert plastkjerne. Beskyttelsesdekselet er laget i to modifikasjoner: fra glassfiberstenger eller ståltråder. Det er et plastskall på utsiden. Kabelen er beregnet for nedlegging i bakken.

Fig. 16. OMZKG trunk optisk kabel:

1 - profilert kjerne; 2 - fiber; 3 - kraftelement; 4 - indre plastskall;

5 - glassfibertråder; 6 -- ytre polyetylenkappe

Hovedegenskapene til kabelen er gitt i tabellen:

8 . Velge en optisk strålingskilde

Optiske emittere er laget i form av en enkelt optoelektronisk enhet og inkluderer en lyskilde (lysemitterende diode LED (LED) eller laserdioder LD (LD)), en krets for å stabilisere driftsmodusene og en enhet for å introdusere lys i den optiske fiber.

Valget av emitteren utføres i samsvar med kravene til hovedparametrene til lyskilden bestemt under designstadiene. Disse kravene er listet opp nedenfor:

1. Driftsbølgelengden til lyskilden må samsvare med de optiske transmisjonsparametrene.

2. Spektral bredde av stråling ? l må konfigureres med frekvenskarakteristikkene til den optiske fiberen, den maksimale båndbredden eller informasjonsoverføringshastigheten til den fiberoptiske linjen.

3. Det absolutte nivået av den gjennomsnittlige optiske strålingseffekten skal tilsvare overføringsnivået gjennom den fiberoptiske linjen, som regel, Pemis ? - 10 dBm . Hvis du bruker et pseudo-tilfeldig NRZ-signal (signal i formatet "uten å gå tilbake til null" - BVN), er det mulig å redusere strålingseffekten fra 3 dB, og ved bruk av RZ (Return to Zero)-koding - fra 6 dB.

Det skal bemerkes at den typiske måleenheten for den optiske effekten som sendes ut av en laser eller lysdiode som brukes i fiberoptiske lenker er dBm - målt effekt i forhold til et nivå på 1 mW (0,001 W)

4. Bakgrunnsstrålingseffekt, det vil si den gjennomsnittlige optiske strålingseffekten i fravær av et modulatorsignal, bør være minimal.

5. Den fokuserte lysfluksen (romlig koherens) bør være maksimal og sikre minimale tap ved innføring av lys i den optiske fiberen.

6. Modulasjonsfrekvensen må gi båndbredden eller nødvendig informasjonsoverføringshastighet.

7. Endringer i bølgelengden og utgangseffekten til optisk stråling på grunn av temperaturavvik bør ikke overstige tillatte verdier.

8. Gjennomsnittlig tid mellom feil. Denne verdien er et estimat, forutsatt at enheten fungerer under normale forhold (bør være mer enn 105 - 106 timer).

Basert på disse kravene velges en laserdiode produsert av LaserMate Group, Inc. som strålingskilde: 1550nm InGaAsP/InP MQW-DFB laserdiode (LD) T15 D - XYZ- W.M.- Jeg.

Denne dioden oppfyller følgende krav:

· arbeidsbølgelengde - 1550 nm

· maksimal verdi av strålingsspekterets bredde - 1 nm

· utgangseffekt - 2 mW

Med forbehold om bruk av NRZ-koden Pemis = Pmed - ? P = 3 - 3 = 0 dB .

9. Valg av fotodetektor

Optiske mottakere er laget i form av en strukturell enhet, som inkluderer enheter for å føre lys fra den optiske fiberen inn i mottakeren, en fotodetektor, en forsterker, en korrektor og andre enheter for å behandle det elektriske signalet. Grunnleggende parametere for den optiske mottakeren:

1. Maksimal følsomhet i driftsbølgelengdeområdet, følsomhetsterskel eller minimum detekterbar effekt, hvis absolutte nivå Pmin , dBm , avhenger av overføringshastigheten til den digitale fiberoptiske linjen, sannsynligheten for feil BER .

2. Strømfølsomhet (A/W) eller spenningsfølsomhet (V/W), som karakteriserer konverteringsegenskapen til fotodioden.

3. Stignings- og falltider for den forbigående responsen.

4. Sannsynlighet for feil (ikke mer BER ? 10 - 9 ).

5. Strømforbruk fra strømforsyning.

InGaAs PIN-fotodiode R-13-033-G-B fra LaserMate Group, Inc. er valgt som fotodetektor.

Minimumseffektnivået for mottak bestemmes ved hjelp av følgende formel:

10. Bestemme lengden på regenereringsseksjonen basert på dempningen av den optiske kabelen

Det optiske signalnivået avtar med økende avstand fra begynnelsen av regenereringsseksjonen:

(12.1)

hvor er minimum tillatt effekt ved inngangen til fotodetektoren, dBm;

- effektnivået til strålingsgeneratoren, dBm;

- tap i den avtakbare forbindelsen brukes til å koble mottakeren og senderen til den optiske kabelen, dB;

- tap ved inn- og utmating av stråling fra fiberen, dB;

- tap i permanente forbindelser, dB;

- dempningskoeffisient for optisk fiber, dB/km;

- byggelengde på den optiske kabelen, km.

Mengde (12.2) kalles energipotensialet til utstyret og bestemmes av typen strålingskilde og fotodetektor.

Fra det siste uttrykket kan du bestemme lengden på regenereringsseksjonen, bestemt av linjedempingen:

(12.3)

Moderne metoder for å skjøte optiske fibre, gjennom sveising med automatiske enheter, gir mengden tap per skjøt i området 0,01-0,03 dB.

Med denne lengden på regenereringsseksjonen er gjennomstrømningen av en fiber:

Tatt i betraktning at det er 2 fibre i kabelen, for en gitt lengde av regenereringsseksjonen, sikres spesifisert gjennomstrømning.

11. Beregning av tap i en lineær bane

Dette designstadiet består av å beregne totale tap btot . Følgende typer tap er definert:

Fibertap bFO , som er forårsaket av prosessene med dispersjon og absorpsjon i OM. Metoden for å beregne disse tapene er presentert ovenfor. Enhet - dB / km .

Tap i regenereringsdelen: 100 0,22 = 22

Tap i fiberoptisk kabel (bCO ). Overdempning er forårsaket av kabeltap, som består av minst syv typer dempningskoeffisienter.

bco = ,

Hvor:

b 1 - vises som et resultat av bruken av termomekaniske handlinger i produksjonsprosessen av fiberoptisk kabel (OC);

b 2 - vises som et resultat av avhengigheten av brytningsindeksen til OK-materialet på temperaturen;

b 3 - forårsaket av mikrobøyning OK;

b 4 - vises som et resultat av et brudd på den lineære karakteren til OK (vridning);

b 5 - resultatet er en vridning av OK i henhold til dens akse;

b 6 - vises som et resultat av ujevnt belegg av OC;

b 7 - vises som følge av tap i de beskyttende skallene OK.

Således bestemmes overskytende tap generelt av energispredningsprosesser forårsaket av inhomogeniteter som et resultat av fenomenene nevnt ovenfor.

Verdiene av dempningskoeffisienter i OK er presentert i produsentens spesifikasjoner.

Verdien av tap i en fiberoptisk kabel avhenger av teknologiske faktorer som: lengde ansikt til ansikt, installasjonsforhold, driftsforhold.

12. Tap for å introdusere/ekstrahere lys inn i/fra en optisk fiber

Tap for å introdusere lys i den optiske fiberen bestemmes (omvendt proporsjonal) av effektiviteten til å stille inn lysdioder eller LD-er med optisk fiber. Måleenheten er dB.

Tap på Mottakslysekstraksjon avhenger også av effektiviteten til den optiske fiberinnrettingen med fotodetektoren. Måleenheten er dB.

På dette stadiet er de typiske tapsverdiene for introduksjon av lysbølger fra DL inn i OF, og for ekstraksjon av lys ved mottak. Vi velger gjennomsnittsverdiene: , .

13. Tap ipermanente og avtakbare kontakter

Tap i permanente og avtakbare koblinger bestemmes eksperimentelt ved å teste linjer etter installasjon av alle komponenter.

Notatet. Moderne metoder for permanente forbindelser (sveising) av optiske fibre gir tap innenfor 0,01 - 0,03 dB(velg 0,02 dB).

Tap av de beste avtakbare koblingene (kontaktene) betyr noe 0,35 - 0,5 dB per tilkobling (velg 0,4 dB).

14. Systeminventarvurdering

I fiberoptiske linjer som brukes i praksis, avhengig av driftsforhold, er det nødvendig å forutse noe avvik i systemparametrene. Begrepet systemreserve introduseres M , som refererer til følgende faktorer:

- Levetiden til den optiske senderen (kraften til optiske sendere avtar som regel over tid);

- Enhver økning i fysisk stress over kabelen (i disse tilfellene øker tapene i kabelen);

- Nedbrytning av koblinger på installasjoner og utskifting av dem.

- forurensning av optiske kontakter (støv og skitt kan blokkere passasjen av en del av signalet gjennom koblingen).

Systemreserveverdier ( M ) indikerer utformingen av fiberoptiske linjer avhengig av formålet og driftsforholdene til den fiberoptiske linjen. Utvalget av anbefalte verdier er fra 2 dB (for gunstige driftsforhold) til 6 dB (for de mest ugunstige driftsforholdene).

15 . Fastsettelse av totale tap

Ved å beregne tapsverdiene over de som er angitt, bestemmes de totale tapene i linjen:

,

Hvor n O mbin antall permanente kontakter.

16. Bestem reservekraft

Effektmarginen representerer forskjellen mellom den optiske utgangseffekten til den optiske senderen og minimumsfølsomheten til den optiske mottakeren:

(11.1)

Dette resultatet viser at for å overvinne alle tap fra den lineære banen er det en potens på 31,6 dBm.

17. OMbestemmelse av ytelsen til fiberoptiske kommunikasjonslinjer

Ytelsen til systemet beregnes for å bestemme om de valgte komponentene for en gitt fiberoptisk linje gir den nødvendige informasjonsoverføringshastigheten eller signalbåndbredden. Deretter bestemmes den totale stigetiden for signalet i systemet. Stigetid refererer til tiden som kreves for å øke det optiske effektnivået fra 10 % til 90 % av utgangseffektverdien.

Lagt ut på http://www.allbest.ru/

Lagt ut på http://www.allbest.ru/

Stigningstidsbilde

Informasjon med stripe ? f overført over en fiberoptisk forbindelse kan uttrykkes i form av en tidskonstant f, som er stigetiden til signalet i systemet.

Det bestemmes av formel (11):

,

T = 3,18 ns

Hvor: RZ Dette er et Return to Zero-kodingsformat; NRZ - kodingsformat uten å gå tilbake til null (ikke tilbake til null).

Sammenheng mellom båndbredde ? f og hastigheten på informasjonsoverføringen B avhenger av formatet som brukes

.

af = 220/2 = 110 MHz

Systemytelsen bestemmes av strømstigningstiden for senderen t , fiberoptikk f og mottaker r og beregnes med formelen:

,

Hvor t Og r - strømstigningstid for sender og mottaker. Deres verdier er beskrevet i spesifikasjonene fra produsentene.

Strømstigningstiden i en optisk fiber bestemmes av modus, materiale og bølgelederspredning:

.

Mottatt verdi S , sammenlignes med stigetiden til signalet. Siden da anses sensitiviteten til systemet som tilfredsstillende, og de valgte komponentene sørger for rask overføring av informasjon B .

Konklusjon: Under designprosessen av fiberoptiske kommunikasjonslinjer ble hovedfordelene med fiberoptisk kommunikasjon identifisert - lave verdier av dempningskoeffisienten, høy beskyttelse mot eksterne elektromagnetiske felt, mangel på stråling inn i det ytre miljøet, stor kabellengde, høy linjekapasitet.

Den resulterende kommunikasjonslinjen har minst det dobbelte av overføringshastigheten (som gir 2256,78 = 513,56 Mbit/s I tillegg kreves det bare én regenerator for hele kommunikasjonslengden).

Bibliografog jeg

1. Grodnev I.I. Fiberoptiske kommunikasjonslinjer. Moskva: Radio og kommunikasjon, 1990. - 224.

2. J. Gower. Optiske kommunikasjonssystemer. - Moskva: Radio og kommunikasjon, 1989. - 504 s.

3. Fiberoptiske kommunikasjonslinjer. Katalog /Andrushko L.M. og andre - Kiev: Tekhnika, 1988. - 240 s.

4. V.A. Andreev, V.A. Burdin. Optiske fibre for optiske kommunikasjonsnettverk. - Telekommunikasjon, 2003, N11.

5. V.I. Ivanov. Optiske overføringssystemer. - Moskva: Radio og kommunikasjon, 1994. - 224 s.

6. http://www.rusoptika.ru

7. http://www.morion.ru

8. http://www.informost.ru

Skrevet på Allbest.ru

Lignende dokumenter

Utvikling av et opplegg for organisering av informasjons- og kommunikasjonsnett for jernbanen. Beregning av parametere for fiberoptiske kommunikasjonslinjer. Velge type fiberoptisk kabel og utstyr. Tiltak for å forbedre påliteligheten til overføringslinjer.

kursarbeid, lagt til 28.05.2012


Hovedtrekk ved ruten til fiberoptiske systemer. Utvikling av synkront digitalt hierarkiutstyr. Beregning av nødvendig antall kanaler og valg av overføringssystem. Velge type optisk kabel og metoder for å legge den. Pålitelighet av kommunikasjonslinjer.

avhandling, lagt til 01.06.2015


Valg av nettverkstopologi, hierarkinivå og multipleksertype basert på beregning av gruppestrømningshastigheten. Velge type optisk kabel. Bestemmelse av gjennomstrømning. Bestemmelse av totale tap i den optiske banen. Beregning av total forsyning av systemet.

kursarbeid, lagt til 22.05.2015


Analyse av fiberoptiske kommunikasjonslinjer brukt i rakett- og romteknologi. Utvikling av en eksperimentell enhet som gir automatisk diagnostikk av den fiberoptiske banen for mottak og overføring av informasjon som en del av en bærerakett.

avhandling, lagt til 29.06.2012


Design av en kabelstamme for organisering av flerkanalskommunikasjon i Birobidzhan-området. Velge en fiberoptisk overføringslinjerute. Beregning av antall kanaler. Optiske fiberparametere, optisk kabeltype. Organisasjonsdiagram for kommunikasjon.

kursarbeid, lagt til 27.11.2013


Ruteskjema for fiberoptisk kabel. Velge en optisk kabel, dens egenskaper for å henge og legge i bakken. Beregning av lyslederparametere. Valg av utstyr og vurdering av kabelytelse, dens sertifisering. Søk og analyse av skader.

kursarbeid, lagt til 11.07.2012


Valg av hovedtrasé og skisse av tverrsnittet til OKLB-3DA4-kabelen. Beregning av optiske parametere for fibre og signalspredning i single-mode fiber. Beregning av strekkkrefter under installasjon av en optisk kabel i en bytelefonkloakk.

kursarbeid, lagt til 03.12.2013


Generelle kjennetegn ved digitale kommunikasjonsnettverk som bruker fiberoptiske kabler. Muligheten for deres søknad. Utvikling av et prosjekt for bygging av fiberoptiske kommunikasjonslinjer på understøttelse av en eksisterende 220 kV luftledning. på strekningen mellom Vostochnaya-transformatorstasjonen og Zarya-transformatorstasjonen.

kursarbeid, lagt til 25.04.2013


Målinger under teknisk drift av fiberoptiske overføringslinjer, deres typer. Automatiske overvåkingssystemer for fiberoptiske kabler. Stadier av effektiv lokalisering av plasseringen av optisk kabelskade. Diagnostikk av optiske fibre.

test, lagt til 08.12.2013


Valg og begrunnelse av motorveiruten, bestemmelse av antall kanaler. Beregning av optiske fiberparametere, valg og begrunnelse av optisk kabeldesign. Utvikling og elementer av et layoutskjema for foryngelsesplasser. Estimat for konstruksjon og installasjon.

Er det fiberoptisk Research Institute of Communications (FOCL) - et system basert på en fiberoptisk kabel, designet for å overføre informasjon i det optiske (lys) området. I samsvar med GOST 26599-85 er begrepet FOCL erstattet av FOLP (fiberoptisk overføringslinje), men i daglig praktisk bruk brukes fortsatt begrepet FOCL, så i denne artikkelen vil vi holde oss til det.

FOCL kommunikasjonslinjer (hvis de er riktig installert) sammenlignet med alle kabelsystemer utmerker seg med svært høy pålitelighet, utmerket kommunikasjonskvalitet, bred båndbredde, betydelig større lengde uten forsterkning og nesten 100 % immunitet mot elektromagnetisk interferens. Systemet er basert fiberoptikkteknologi– lys brukes som informasjonsbærer, hvilken type informasjon som overføres (analog eller digital) spiller ingen rolle. Arbeidet bruker primært infrarødt lys, overføringsmediet er glassfiber.

Omfang av fiberoptiske kommunikasjonslinjer

Fiberoptisk kabel har blitt brukt til å gi kommunikasjon og informasjonsoverføring i mer enn 40 år, men på grunn av de høye kostnadene har den blitt mye brukt relativt nylig. Utviklingen av teknologi har gjort det mulig å gjøre produksjonen mer økonomisk og kostnadene for kabelen rimeligere, og dens tekniske egenskaper og fordeler fremfor andre materialer raskt betale for alle kostnadene som påløper.

For tiden, når ett anlegg bruker et kompleks av svakstrømssystemer (datanettverk, adgangskontrollsystem, videoovervåking, sikkerhets- og brannalarmer, perimetersikkerhet, fjernsyn osv.), er det umulig å klare seg uten bruk av fiberoptisk kommunikasjon linjer. Kun bruk av fiberoptisk kabel gjør det mulig å bruke alle disse systemene samtidig, noe som sikrer korrekt stabil drift og ytelse av deres funksjoner.

FOCL brukes i økende grad som et grunnleggende system i utvikling og installasjon, spesielt for fleretasjes bygninger, langtidsbygg og ved kombinasjon av en gruppe objekter. Bare fiberoptiske kabler kan gi riktig volum og hastighet på informasjonsoverføring. Alle tre delsystemene kan implementeres på basis av optisk fiber i delsystemet til interne trunker, optiske kabler brukes like ofte med tvunnet par kabler, og i delsystemet til eksterne trunker spiller de en dominerende rolle. Det finnes fiberoptiske kabler for utvendige (utendørs kabler) og innvendige (innendørs kabler), samt koblingsledninger for horisontal ledningskommunikasjon, utstyr for individuelle arbeidsplasser og sammenkobling av bygninger.

Til tross for de relativt høye kostnadene, blir bruken av optisk fiber mer berettiget og blir mer utbredt.

Fordeler fiberoptiske kommunikasjonslinjer (FOCL)) før tradisjonell "metall"-overføring betyr:

• Bred båndbredde;
• Ubetydelig signaldemping, for eksempel, for et 10 MHz signal vil det være 1,5 dB/km sammenlignet med 30 dB/km for RG6 koaksialkabel;
• Muligheten for "jordsløyfer" er utelukket, siden optisk fiber er et dielektrikum og skaper elektrisk (galvanisk) isolasjon mellom sende- og mottaksendene av linjen;
• Høy pålitelighet av det optiske miljøet: optiske fibre oksiderer ikke, blir ikke våte og er ikke utsatt for elektromagnetisk påvirkning
• Forårsaker ikke forstyrrelser i tilstøtende kabler eller i andre fiberoptiske kabler, siden signalbæreren er lett og den forblir helt inne i den fiberoptiske kabelen;
• Glassfiber er fullstendig ufølsom overfor eksterne signaler og elektromagnetisk interferens (EMI), uansett hvilken strømforsyning kabelen går i nærheten av (110 V, 240 V, 10 000 V AC) eller svært nær en megawatt-sender. Et lynnedslag i en avstand på 1 cm fra kabelen vil ikke produsere noen forstyrrelse og vil ikke påvirke driften av systemet;
• Informasjonssikkerhet - informasjon overføres via optisk fiber "fra punkt til punkt", og den kan bare avlyttes eller endres ved fysisk forstyrrelse av overføringslinjen
• Fiberoptisk kabel er lettere og mindre - det er mer praktisk og enklere å installere enn en elektrisk kabel med samme diameter;
• Det er ikke mulig å lage en kabelgren uten å skade signalkvaliteten. Eventuell tukling med systemet oppdages umiddelbart ved mottakerenden av linjen, dette er spesielt viktig for sikkerhets- og videoovervåkingssystemer;
• Brann- og eksplosjonssikkerhet ved endring av fysiske og kjemiske parametere

• Kostnaden for kabelen synker hver dag, dens kvalitet og evner begynner å råde over kostnadene ved å bygge lavstrøms fiberoptiske linjer

Det er ingen ideelle og perfekte løsninger som ethvert system, fiberoptiske kommunikasjonslinjer har sine ulemper:

• Skjørhet av glassfiber - hvis kabelen er sterkt bøyd, kan fibrene knekke eller bli grumsete på grunn av forekomsten av mikrosprekker. For å eliminere og minimere disse risikoene, brukes kabelforsterkende strukturer og fletter. Når du installerer kabelen, er det nødvendig å følge produsentens anbefalinger (hvor spesielt minste tillatte bøyeradius er standardisert);
• Kompleksiteten til forbindelsen i tilfelle brudd krever et spesielt verktøy og kvalifikasjonene til utøveren;
• Kompleks produksjonsteknologi av både selve fiberen og komponentene i den fiberoptiske koblingen;
• Kompleksiteten til signalkonvertering (i grensesnittutstyr);
• Relativt høye kostnader for optisk terminalutstyr. Utstyret er imidlertid dyrt i absolutte tall. Forholdet mellom pris og båndbredde for fiberoptiske linjer er bedre enn for andre systemer;
• Uklarhet av fiberen på grunn av strålingseksponering (det finnes imidlertid dopede fibre med høy strålingsmotstand).

Installasjon av fiberoptiske kommunikasjonssystemer krever et passende kvalifikasjonsnivå fra entreprenøren, siden kabelterminering utføres med spesialverktøy, med spesiell presisjon og dyktighet, i motsetning til andre overføringsmedier. Innstillinger for ruting og signalsvitsjing krever spesielle kvalifikasjoner og ferdigheter, så du bør ikke spare penger på dette området og være redd for å betale for mye for profesjonelle å eliminere forstyrrelser i systemet og konsekvensene av feil kabelinstallasjon vil koste mer.

Driftsprinsipp for fiberoptisk kabel.

Selve ideen om å overføre informasjon ved hjelp av lys, for ikke å nevne det fysiske operasjonsprinsippet, er ikke helt klart for de fleste vanlige mennesker. Vi vil ikke gå dypt inn i dette emnet, men vi vil prøve å forklare den grunnleggende virkningsmekanismen til optisk fiber og rettferdiggjøre slike høyytelsesindikatorer.

Konseptet med fiberoptikk er avhengig av de grunnleggende lovene for refleksjon og brytning av lys. Takket være designen kan glassfiber holde lysstråler inne i lyslederen og hindre dem i å "passere gjennom vegger" når de sender et signal over mange kilometer. I tillegg er det ingen hemmelighet at lyshastigheten er høyere.

Fiberoptikk er basert på effekten av brytning ved maksimal innfallsvinkel, hvor total refleksjon oppstår. Dette fenomenet oppstår når en lysstråle forlater et tett medium og går inn i et mindre tett medium i en viss vinkel. La oss for eksempel forestille oss en helt ubevegelig overflate av vann. Observatøren ser fra under vannet og endrer synsvinkel. På et bestemt tidspunkt blir synsvinkelen slik at observatøren ikke vil kunne se objekter som befinner seg over vannoverflaten. Denne vinkelen kalles vinkelen for total refleksjon. I denne vinkelen vil observatøren bare se objekter under vann, det vil virke som om han ser inn i et speil.

Den indre kjernen i en fiberoptisk kabel har en høyere brytningsindeks enn kappen og effekten av total refleksjon oppstår. Av denne grunn kan ikke en lysstråle som passerer gjennom den indre kjernen gå utover sine grenser.

Det finnes flere typer fiberoptiske kabler:

• Med en trinnprofil - det typiske, billigste alternativet, skjer lysfordelingen i "trinn" og inngangspulsen deformeres på grunn av forskjellige lengder på lysstrålebanene
• Med en jevn "multi-modus" profil - lysstråler forplanter seg med omtrent like hastigheter i "bølger", lengden på banene deres er balansert, dette gjør det mulig å forbedre egenskapene til pulsen;
• Single-mode glassfiber - det dyreste alternativet, lar deg strekke bjelkene rett, pulsoverføringsegenskapene blir nesten feilfrie.

Fiberoptisk kabel er fortsatt dyrere enn andre materialer, installasjonen og termineringen er mer komplisert og krever kvalifiserte utøvere, men fremtiden for informasjonsoverføring ligger utvilsomt i utviklingen av disse teknologiene, og denne prosessen er irreversibel.

Den fiberoptiske linjen inkluderer aktive og passive komponenter. Ved overføringsenden av den fiberoptiske kabelen er det en LED- eller laserdiode, deres stråling moduleres av sendesignalet. I forhold til videoovervåking vil dette være et videosignal for overføring av digitale signaler, logikken er bevart. Under overføring moduleres den infrarøde dioden i lysstyrke og pulserer i henhold til signalvariasjoner. For å motta og konvertere et optisk signal til et elektrisk signal, er en fotodetektor vanligvis plassert ved mottakerenden.

Aktive komponenter inkluderer multipleksere, regeneratorer, forsterkere, lasere, fotodioder og modulatorer.

Multiplekser– kombinerer flere signaler til ett, slik at en enkelt fiberoptisk kabel kan brukes til å overføre flere sanntidssignaler samtidig. Disse enhetene er uunnværlige i systemer med utilstrekkelig eller begrenset antall kabler.

Det finnes flere typer multipleksere, de er forskjellige i deres tekniske egenskaper, funksjoner og applikasjoner:

• spektraldivisjon (WDM) - de enkleste og billigste enhetene, overfører optiske signaler fra en eller flere kilder som opererer ved forskjellige bølgelengder via en kabel;
• frekvensmodulasjon og frekvensmultipleksing (FM-FDM) - enheter som er ganske immune mot støy og forvrengning, med gode egenskaper og kretser av middels kompleksitet, har 4,8 og 16 kanaler, optimalt for videoovervåking.
• Amplitudemodulasjon med delvis undertrykt sidebånd (AVSB-FDM) – med optoelektronikk av høy kvalitet lar de deg overføre opptil 80 kanaler, optimalt for abonnent-TV, men dyrt for videoovervåking;
• Pulskodemodulasjon (PCM - FDM) - en kostbar, fullstendig digital enhet som brukes til distribusjon av digital video- og videoovervåking;

I praksis brukes ofte kombinasjoner av disse metodene. En regenerator er en enhet som gjenoppretter formen til en optisk puls, som, forplanter seg langs fiberen, gjennomgår forvrengning. Regeneratorer kan enten være rent optiske eller elektriske, som konverterer et optisk signal til et elektrisk signal, gjenoppretter det og deretter konverterer det tilbake til optisk.

Forsterker- forsterker signaleffekten til ønsket spenningsnivå, kan være optisk og elektrisk, utfører optisk-elektronisk og elektron-optisk signalkonvertering.

LED og lasere- kilde til monokrom koherent optisk stråling (lys for kabel). For systemer med direkte modulasjon utfører den samtidig funksjonene til en modulator som konverterer et elektrisk signal til et optisk.

Fotodetektor(Photodiode) - en enhet som mottar et signal i den andre enden av en fiberoptisk kabel og utfører optoelektronisk signalkonvertering.

Modulator- en enhet som modulerer en optisk bølge som bærer informasjon i henhold til loven om et elektrisk signal. I de fleste systemer utføres denne funksjonen av en laser, men indirekte modulasjonssystemer bruker separate enheter for dette formålet.

Passive komponenter i fiberoptiske linjer inkluderer:

Fiberoptisk kabel – fungerer som et medium for signaloverføring. Den ytre kappen til kabelen kan være laget av forskjellige materialer: polyvinylklorid, polyetylen, polypropylen, teflon og andre materialer. En optisk kabel kan ha ulike typer rustninger og spesifikke beskyttelseslag (for eksempel små glassnåler for å beskytte mot gnagere). Ved design kan det være:

Optisk kopling- en enhet som brukes til å koble til to eller flere optiske kabler.

Optisk kryss- en enhet designet for å terminere en optisk kabel og koble aktivt utstyr til den.

Pigger– beregnet for permanent eller semi-permanent skjøting av fibre;

Koblinger– for å koble til eller fra kabelen igjen;

Koblinger– enheter som fordeler den optiske kraften til flere fibre til én;

Brytere– enheter som omfordeler optiske signaler under manuell eller elektronisk kontroll

Installasjon av fiberoptiske kommunikasjonslinjer, funksjoner og prosedyre.

Glassfiber er et veldig sterkt, men sprøtt materiale, men takket være det beskyttende skallet kan det behandles nesten som om det var elektrisk. Men når du installerer kabelen, må du overholde produsentens krav til:

• "Maksimal forlengelse" og "maksimal bruddkraft", uttrykt i newton (ca. 1000 N eller 1 kN). I en optisk kabel legges det meste av belastningen på styrkestrukturen (armert plast, stål, Kevlar eller en kombinasjon av disse). Hver type struktur har sine egne individuelle egenskaper og grad av beskyttelse hvis spenningen overstiger det angitte nivået, kan den optiske fiberen bli skadet.
• "Minimum bøyeradius" - gjør bøyningene jevnere, unngå skarpe bøyninger.
• "Mekanisk styrke", det uttrykkes i N/m (newton/meter) - beskyttelse av kabelen mot fysisk påkjenning (den kan tråkkes på eller til og med kjøres over av kjøretøy. Du bør være ekstremt forsiktig og spesielt sikre kryss og koblinger , øker belastningen kraftig på grunn av liten kontaktflate.

Den optiske kabelen leveres vanligvis viklet på tretromler med et slitesterkt plastbeskyttelseslag eller trelister rundt omkretsen. De ytre lagene av kabelen er de mest sårbare, så under installasjonen er det nødvendig å huske vekten på trommelen, beskytte den mot støt og fall, og ta sikkerhetstiltak under lagring. Det er best å lagre tromlene horisontalt, men hvis de ligger vertikalt, bør kantene (kantene) berøre hverandre.

Prosedyre og funksjoner for installasjon av fiberoptisk kabel:

1. Før installasjon er det nødvendig å inspisere kabeltromlene for skader, bulker og riper. Hvis det er mistanke, er det bedre å umiddelbart legge kabelen til side for påfølgende detaljert undersøkelse eller avvisning. Korte stykker (mindre enn 2 km) kan kontrolleres for fiberkontinuitet med en hvilken som helst lommelykt. Fiberkabel for infrarød overføring overfører like godt vanlig lys.
2. Deretter undersøker du ruten for potensielle problemer (skarpe hjørner, tilstoppede kabelkanaler osv.), hvis noen, gjør endringer i ruten for å minimere risikoen.
3. Fordel kabelen langs ruten på en slik måte at tilkoblingspunktene og tilkoblingspunktene for forsterkere er tilgjengelige, men beskyttet mot uønskede faktorer, steder. Det er viktig at det forblir tilstrekkelige kabelreserver ved fremtidige tilkoblinger. Åpne kabelender må beskyttes med vanntette hetter. Rør brukes for å minimere bøyestress og skade fra passerende trafikk. En del av kabelen er igjen i begge ender av kabellinjen; dens lengde avhenger av den planlagte konfigurasjonen).
4. Ved nedlegging av kabelen er den i tillegg beskyttet mot skader ved lokale belastningspunkter, som kontakt med heterogent tilbakefyllingsmateriale og ujevnheter i grøften. For å gjøre dette, legges kabelen i grøften på et lag med sand 50-150 cm og dekkes med samme lag med sand 50-150 cm Bunnen av grøften må være flat, uten fremspring, steiner som kan skade kabelen bør fjernes. Det skal bemerkes at skade på kabelen kan oppstå både umiddelbart og under drift (etter tilbakefylling av kabelen), for eksempel fra konstant trykk kan en ikke-fjernet stein gradvis presse gjennom kabelen. Arbeid med å diagnostisere og finne og eliminere brudd på en allerede nedgravd kabel vil koste mye mer enn nøyaktighet og overholdelse av sikkerhetstiltak under installasjonen. Dybden på grøften avhenger av jordtype og forventet overflatebelastning. I hardt fjell vil dybden være 30 cm, i mykt fjell eller under vegen 1 m. Anbefalt dybde er 40-60 cm, med en sandbedtykkelse på 10 til 30 cm.
5. Den vanligste metoden er å legge kabelen i en grøft eller brett direkte fra trommelen. Når du installerer veldig lange linjer, plasseres trommelen på kjøretøyet, når maskinen beveger seg, kabelen legges på plass, det er ikke nødvendig å skynde seg, tempoet og rekkefølgen for avvikling av trommelen justeres manuelt.
6. Når du legger kabelen i et brett, er det viktigste å ikke overskride den kritiske bøyeradius og mekanisk belastning. Kabelen skal legges i ett plan, ikke skape punkter med konsentrerte belastninger, unngå skarpe vinkler, trykk og skjæringer med andre kabler og traseer på traseen, og ikke bøy kabelen.
7. Å trekke en fiberoptisk kabel gjennom ledninger ligner på å trekke konvensjonell kabel, men bruk ikke overdreven fysisk kraft eller bryt produsentens spesifikasjoner. Når du bruker stiftklemmer, husk at lasten ikke skal falle på den ytre kappen av kabelen, men på kraftstrukturen. For å redusere friksjonen kan talkum eller polystyrengranulat brukes til bruk av andre smøremidler, kontakt produsenten.
8. I tilfeller der kabelen allerede har en endeforsegling, når du installerer kabelen, bør du være spesielt forsiktig så du ikke skader kontaktene, forurenser dem eller utsetter dem for overdreven belastning i tilkoblingsområdet.
9. Etter installasjonen er kabelen i skuffen sikret med nylonbånd, den skal ikke gli eller synke. Hvis overflateegenskapene ikke tillater bruk av spesielle kabelfester, er bruk av klemmer akseptabelt, men med ekstrem forsiktighet for ikke å skade kabelen. Det anbefales å bruke klemmer med et beskyttende plastlag for hver kabel, og du skal ikke i noe tilfelle binde flere kabler sammen. Det er bedre å la det være litt slakk mellom endepunktene på kabelfestet fremfor å sette kabelen under spenning, ellers vil den reagere dårlig på temperatursvingninger og vibrasjoner.
10. Hvis den optiske fiberen blir skadet under installasjonen, merk området og la det være tilstrekkelig med kabel for påfølgende skjøting.

I prinsippet er det ikke mye forskjellig å legge en fiberoptisk kabel fra å installere en vanlig kabel. Hvis du følger alle anbefalingene vi har angitt, vil det ikke være noen problemer under installasjon og drift, og systemet ditt vil fungere i lang tid, effektivt og pålitelig.

Et eksempel på en typisk løsning for å legge en fiberoptisk linje

Oppgaven er å organisere et fiberoptisk kommunikasjonssystem mellom to separate bygg av et produksjonsbygg og et administrasjonsbygg. Avstanden mellom bygninger er 500 m.

Forklaringer og kommentarer:

1. Rutens totale lengde er 500 m, inkludert:
   • fra gjerdet til produksjonsbygget og administrasjonsbygget er 100 m hver (totalt 200 m);
   • langs gjerdet mellom bygninger 300 moh.
2. Kabelinstallasjon utføres på en åpen måte, inkludert:
   • fra bygninger til gjerdet (200 m) med luft (haling) ved bruk av materialer spesialisert for legging av fiberoptiske linjer;
   • mellom bygninger (300 m) langs et gjerde laget av armerte betongplater, festes kabelen i midten av gjerdet ved hjelp av metallklemmer.
3. For å organisere fiberoptiske kommunikasjonslinjer brukes en spesialisert selvbærende (innebygd kabel) pansret kabel.

Optikk åpner for store muligheter der det kreves høyhastighetskommunikasjon med høy gjennomstrømning. Dette er en velprøvd, forståelig og praktisk teknologi. I det audiovisuelle feltet åpner det nye perspektiver og gir løsninger som ikke er tilgjengelige via andre metoder. Optikk har trengt inn i alle nøkkelområder – overvåkingssystemer, kontrollrom og situasjonssentre, militære og medisinske fasiliteter, og områder med ekstreme driftsforhold. Fiberoptiske linjer gir en høy grad av beskyttelse av konfidensiell informasjon og tillater overføring av ukomprimerte data som høyoppløselig grafikk og video med pikselnøyaktighet. Nye standarder og teknologier for fiberoptiske kommunikasjonslinjer. Er fiber fremtiden til SCS (strukturerte kablingssystemer)? Vi bygger et bedriftsnettverk.

Fiberoptisk (aka fiberoptisk) kabel- Dette er en fundamentalt forskjellig type kabel sammenlignet med de to typene elektriske eller kobberkabel som vurderes. Informasjon om den overføres ikke av et elektrisk signal, men av et lys. Hovedelementet er gjennomsiktig glassfiber, som lyset beveger seg gjennom over store avstander (opptil titalls kilometer) med ubetydelig demping.

Fiberoptisk kabel har eksepsjonell ytelse om støyimmunitet og hemmelighold av overført informasjon. I prinsippet kan ingen ekstern elektromagnetisk interferens forvrenge lyssignalet, og selve signalet genererer ikke ekstern elektromagnetisk stråling. Det er nesten umulig å koble til denne typen kabel for uautorisert nettverksavlytting, siden dette ville kompromittere kabelens integritet. Den teoretisk mulige båndbredden til en slik kabel når 1012 Hz, det vil si 1000 GHz, som er uforlignelig høyere enn elektriske kabler. Kostnaden for fiberoptisk kabel har vært jevnt nedadgående og er nå omtrent den samme som kostnaden for tynn koaksialkabel.

Typisk signaldemping i fiberoptiske kabler ved frekvenser som brukes i lokale nettverk varierer fra 5 til 20 dB/km, som omtrent tilsvarer ytelsen til elektriske kabler ved lave frekvenser. Men i tilfelle av en fiberoptisk kabel, når frekvensen til det overførte signalet øker, øker dempningen veldig litt, og ved høye frekvenser (spesielt over 200 MHz), er dens fordeler over en elektrisk kabel ubestridelige konkurrenter.

Fordelene med optikk er velkjente: immunitet mot støy og interferens, kabler med liten diameter med stor båndbredde, motstand mot hacking og avlytting av informasjon, ikke behov for repeatere og forsterkere, etc.
Det var en gang problemer med å terminere optiske linjer, men i dag er de stort sett løst, så det har blitt mye enklere å jobbe med denne teknologien. Det er imidlertid en rekke forhold som må vurderes utelukkende i sammenheng med bruksområdene. Som med kobber- eller radiooverføring, avhenger kvaliteten på fiberoptisk kommunikasjon av hvor godt senderens utgangssignal og mottakerinngangstrinnet er matchet. Feil signaleffektspesifikasjon resulterer i økte overføringsbitfeilrater; for mye strøm og mottakerforsterkeren "overmettes", for lite og et støyproblem oppstår, ettersom den begynner å forstyrre det nyttige signalet. Her er de to mest kritiske parametrene for en fiberoptisk linje: utgangseffekten til senderen og overføringstap - demping i den optiske kabelen som forbinder senderen og mottakeren.

Det finnes to forskjellige typer fiberoptiske kabler:

* multimodus- eller multimoduskabel, billigere, men av lavere kvalitet;
* enkeltmoduskabel, dyrere, men har bedre egenskaper sammenlignet med den første.

Kabeltypen vil bestemme antall forplantningsmoduser, eller "baner", som lyset beveger seg i kabelen.

Multimodus kabel, mest brukt i små industri-, bolig- og kommersielle prosjekter, har den høyeste dempningskoeffisienten og fungerer kun over korte avstander. Den eldre kabeltypen, 62,5/125 (disse tallene karakteriserer fiberens indre/ytre diameter i mikron), ofte kalt "OM1", har begrenset båndbredde og brukes til å overføre data med hastigheter opp til 200 Mbps.
Nylig har 50/125 "OM2" og "OM3" kabler blitt introdusert, som tilbyr hastigheter på 1 Gbit/s over avstander på opptil 500 m og 10 Gbit/s over avstander på opptil 300 m.

Singlemode kabel brukes i høyhastighetsforbindelser (over 10 Gbit/s) eller over lange avstander (opptil 30 km). For lyd- og videooverføring er det mest hensiktsmessig å bruke "OM2"-kabler.
Rainer Steil, visepresident for markedsføring for Extron Europe, bemerker at fiberoptiske linjer har blitt rimeligere og blir brukt oftere for nettverksbygging inne i bygninger, noe som fører til en økning i bruken av AV-systemer basert på optiske teknologier. Steil sier: "Når det gjelder integrasjon, tilbyr fiberoptiske linjer allerede i dag flere viktige fordeler.
Sammenlignet med lignende kobber-kabel-infrastruktur, tillater optikk bruk av både analoge og digitale videosignaler samtidig, og gir en enkelt systemløsning for å arbeide med eksisterende så vel som fremtidige videoformater.
I tillegg fordi Optikken gir svært høy gjennomstrømning, den samme kabelen vil fungere med høyere oppløsninger i fremtiden. FOCL tilpasser seg enkelt til nye standarder og formater som dukker opp i prosessen med utvikling av AV-teknologier."

En annen anerkjent ekspert på området er Jim Hayes, president i Fiber Optic Association of America, som ble grunnlagt i 1995 og fremmer profesjonalitet innen fiberoptikkfeltet og har mer enn 27 000 kvalifiserte installatører og implementere av optiske systemer i sine rekker. Han sier følgende om den økende populariteten til fiberoptiske linjer: «Fordelen er installasjonshastigheten og de lave komponentkostnadene. Bruken av optikk i telekommunikasjon er økende, spesielt i Fiber-To-The-Home* (FTTH)-systemer. trådløs aktivert, og innen sikkerhet (overvåkningskameraer).
FTTH-segmentet ser ut til å vokse raskere enn andre markeder i alle utviklede land. Her i USA er nettverk for trafikkkontroll, kommunale tjenester (administrasjon, brannmenn, politi) og utdanningsinstitusjoner (skoler, biblioteker) bygget på fiberoptikk.
Antallet Internett-brukere vokser – og vi bygger raskt nye databehandlingssentre (DPCer), for sammenkoblingen som brukes optisk fiber. Faktisk, når du sender signaler med en hastighet på 10 Gbit/s, ligner kostnadene på "kobber"-linjer, men optikken bruker betydelig mindre energi. I mange år har forkjempere for fiber og kobber kjempet mot hverandre om prioritet i bedriftsnettverk. Bortkastet tid!
I dag er WiFi-tilkoblingen blitt så god at brukere av netbooks, bærbare datamaskiner og iPhones har foretrukket mobilitet. Og nå i bedriftens lokale nettverk brukes optikk for å bytte med trådløse tilgangspunkter.»
Faktisk øker antallet applikasjoner for optikk, hovedsakelig på grunn av de ovennevnte fordelene fremfor kobber.
Optikk har trengt inn i alle nøkkelområder – overvåkingssystemer, kontrollrom og situasjonssentre, militære og medisinske fasiliteter, og områder med ekstreme driftsforhold. Reduserte utstyrskostnader har gjort det mulig å bruke optisk teknologi i tradisjonelt "kobber"-områder - i konferanserom og stadioner, i detaljhandel og transportknutepunkter.
Rainer Steil fra Extron kommenterer: "Fiberoptisk utstyr er mye brukt i helsevesenet, for eksempel for å bytte lokale videosignaler i operasjonssaler. Optiske signaler har ingenting med elektrisitet å gjøre, noe som er ideelt for pasientsikkerheten. FOCL-er er også perfekte for medisinske skoler, der det er nødvendig å distribuere videosignaler fra flere operasjonsrom til flere klasserom slik at elevene kan se fremdriften av operasjonen "live".
Fiberoptiske teknologier foretrekkes også av militæret, siden de overførte dataene er vanskelige eller til og med umulige å "lese" fra utsiden.
Fiberoptiske linjer gir en høy grad av beskyttelse av konfidensiell informasjon og tillater overføring av ukomprimerte data som høyoppløselig grafikk og video med pikselnøyaktighet.
Evnen til å sende over lange avstander gjør optikk ideell for Digital Signage-systemer i store kjøpesentre, hvor lengden på kabellinjer kan nå flere kilometer. Hvis avstanden for en tvunnet kabel er begrenset til 450 meter, så er ikke 30 km grensen for optikk.»
Når det gjelder bruk av fiberoptikk i den audiovisuelle industrien, er det to hovedfaktorer som driver fremgang. For det første er dette den intensive utviklingen av IP-baserte lyd- og videooverføringssystemer, som er avhengige av nettverk med høy båndbredde - fiberoptiske linjer er ideelle for dem.
For det andre er det et utbredt krav om å overføre HD-video og HR-datamaskinbilder over avstander større enn 15 meter – og dette er grensen for HDMI-overføring over kobber.
Det er tilfeller der videosignalet rett og slett ikke kan "fordeles" over en kobberkabel og det er nødvendig å bruke optisk fiber - slike situasjoner stimulerer utviklingen av nye produkter. Byung Ho Park, visepresident for markedsføring i Opticis, forklarer: «UXGA 60 Hz databåndbredde og 24-bits farge krever en total hastighet på 5 Gbps, eller 1,65 Gbps per fargekanal. HDTV har litt lavere båndbredde. Produsenter presser markedet, men markedet presser også aktører til å bruke bilder av høyere kvalitet. Det er visse applikasjoner som krever skjermer som kan vise 3-5 millioner piksler eller 30-36-biters fargedybde. I sin tur vil dette kreve en overføringshastighet på rundt 10 Gbit/s.»
I dag tilbyr mange produsenter av bytteutstyr versjoner av videoforlengere (forlengere) for arbeid med optiske linjer. ATEN International, TRENDnet, Rextron, Gefen og andre produserer ulike modeller for en rekke video- og dataformater.
I dette tilfellet kan tjenestedata - HDCP** og EDID*** - overføres ved hjelp av en ekstra optisk linje, og i noen tilfeller - via en separat kobberkabel som forbinder sender og mottaker.
Ettersom HD har blitt standarden for kringkastingsmarkedet,"Andre markeder - installasjonsmarkeder, for eksempel - har også begynt å bruke kopibeskyttelse for innhold i DVI- og HDMI-formater," sier Jim Giachetta, senior vice president for engineering i Multidyne. «Ved å bruke vår HDMI-ONE-enhet kan brukere sende et videosignal fra en DVD- eller Blu-ray-spiller til en skjerm eller skjerm som er plassert opptil 1000 meter unna. "Tidligere støttet ingen multimodusenhet HDCP-kopibeskyttelse."

De som jobber med fiberoptiske linjer bør ikke glemme spesifikke installasjonsproblemer - kabelterminering. I denne forbindelse produserer mange produsenter både selve kontaktene og installasjonssett, som inkluderer spesialiserte verktøy, samt kjemikalier.
I mellomtiden må ethvert element i en fiberoptisk linje, det være seg en skjøteledning, en kontakt eller et kabelkryss, kontrolleres for signaldemping ved hjelp av en optisk måler - dette er nødvendig for å vurdere det totale strømbudsjettet (kraftbudsjettet, hovedmålet). beregnet indikator for en fiberoptisk linje). Naturligvis kan du montere fiberkabelkoblinger manuelt, "på knærne", men virkelig høy kvalitet og pålitelighet er garantert kun når du bruker ferdige, fabrikkproduserte "kuttede" kabler som har blitt utsatt for grundig flertrinns testing.
Til tross for den enorme båndbredden til fiberoptiske kommunikasjonslinjer, har mange fortsatt et ønske om å "pakke" mer informasjon i én kabel.
Her går utviklingen i to retninger – spektral multipleksing (optisk WDM), når flere lysstråler med ulik bølgelengde sendes inn i den ene lyslederen, og den andre – serialisering/deserialisering av data (engelsk SerDes), når parallell kode konverteres til seriell og omvendt.
Spektrummultiplekseringsutstyr er imidlertid dyrt på grunn av kompleks design og bruk av optiske miniatyrkomponenter, men øker ikke overføringshastigheten. Høyhastighets logikkenhetene som brukes i SerDes-utstyr øker også kostnadene for prosjektet.
I tillegg produseres det i dag utstyr som lar deg multiplekse og demultiplekse styredata - USB eller RS232/485 - fra den totale lysstrømmen. I dette tilfellet kan lysstrømmer sendes langs en kabel i motsatte retninger, selv om prisen på enheter som utfører disse "triksene" vanligvis overstiger kostnadene for en ekstra lysguide for å returnere data.

Optikk åpner for store muligheter der det kreves høyhastighetskommunikasjon med høy gjennomstrømning. Dette er en velprøvd, forståelig og praktisk teknologi. I det audiovisuelle feltet åpner det nye perspektiver og gir løsninger som ikke er tilgjengelige via andre metoder. I alle fall uten nevneverdig arbeidsinnsats og økonomiske kostnader.

Avhengig av hovedbruksområdet er fiberoptiske kabler delt inn i to hovedtyper:

Intern kabel:
Ved installasjon av fiberoptiske linjer i lukkede rom, brukes vanligvis en fiberoptisk kabel med tett buffer (for å beskytte mot gnagere). Brukes til å bygge SCS som en trunk eller horisontal kabel. Støtter dataoverføring over korte og mellomlange avstander. Ideell for horisontal kabling.

Ekstern kabel:
Fiberoptisk kabel med tett buffer, pansret med ståltape, fuktbestandig. Den brukes til ekstern legging når du oppretter et delsystem av eksterne motorveier og kobler sammen individuelle bygninger. Kan monteres i kabelkanaler. Egnet for direkte installasjon i bakken.

Ekstern selvbærende fiberoptisk kabel:
Den fiberoptiske kabelen er selvbærende, med stålkabel. Brukes for ekstern installasjon over lange avstander innenfor telefonnett. Støtter kabel-TV-signaloverføring samt dataoverføring. Egnet for installasjon i kabelkanaler og overliggende installasjoner.

Fordeler med fiberoptiske kommunikasjonslinjer:

• Å overføre informasjon via fiberoptiske linjer har en rekke fordeler fremfor overføring via kobberkabel. Den raske implementeringen av Vols i informasjonsnettverk er en konsekvens av fordelene som oppstår fra egenskapene til signalutbredelse i optisk fiber.
• Bred båndbredde - på grunn av den ekstremt høye bærefrekvensen på 1014 Hz. Dette gjør det mulig å overføre informasjonsstrømmer på flere terabit per sekund over én optisk fiber. Høy båndbredde er en av de viktigste fordelene med optisk fiber fremfor kobber eller et annet informasjonsoverføringsmedium.
• Lav demping av lyssignalet i fiberen. Industriell optisk fiber som for tiden produseres av innenlandske og utenlandske produsenter har en dempning på 0,2-0,3 dB ved en bølgelengde på 1,55 mikron per kilometer. Lav demping og lav spredning gjør det mulig å bygge strekninger av ledninger uten relé med en lengde på opptil 100 km eller mer.
• Det lave støynivået i den fiberoptiske kabelen lar deg øke båndbredden ved å overføre ulike modulasjoner av signaler med lav koderedundans.
• Høy støyimmunitet. Fordi fiberen er laget av et dielektrisk materiale, er den immun mot elektromagnetisk interferens fra omkringliggende kobberkablingssystemer og elektrisk utstyr som kan indusere elektromagnetisk stråling (kraftledninger, elektriske motorer, etc.). Multifiberkabler unngår også det elektromagnetiske krysstaleproblemet som er iboende i flerpars kobberkabler.
• Lav vekt og volum. Fiberoptiske kabler (FOC) har mindre vekt og volum sammenlignet med kobberkabler for samme båndbredde. For eksempel kan en 900-pars telefonkabel med en diameter på 7,5 cm erstattes av en enkelt fiber med en diameter på 0,1 cm en slik fiberoptisk kabel vil være 1,5 cm, som er flere ganger mindre enn den aktuelle telefonkabelen.
• Høy sikkerhet mot uautorisert tilgang. Siden FOC praktisk talt ikke sender ut i radiorekkevidden, er det vanskelig å overhøre informasjonen som sendes over den uten å forstyrre mottaket og overføringen. Overvåkingssystemer (kontinuerlig overvåking) av integriteten til den optiske kommunikasjonslinjen, ved å bruke fiberens høysensitivitetsegenskaper, kan øyeblikkelig slå av den "hackede" kommunikasjonskanalen og avgi en alarm. Sensorsystemer som bruker interferenseffekter av forplantede lyssignaler (både gjennom ulike fibre og ulike polarisasjoner) har svært høy følsomhet for vibrasjoner og små trykkforskjeller. Slike systemer er spesielt nødvendige når man oppretter kommunikasjonslinjer i myndigheter, bank og enkelte andre spesialtjenester som har økte krav til databeskyttelse.
• Galvanisk isolasjon av nettverkselementer. Denne fordelen med optisk fiber ligger i dens isolerende egenskap. Fiber bidrar til å unngå elektriske jordsløyfer som kan oppstå når to ikke-isolerte nettverksenheter koblet sammen med kobberkabel har jordforbindelser på forskjellige steder i bygningen, for eksempel i forskjellige etasjer. Dette kan resultere i en stor potensiell forskjell, som kan skade nettverksutstyr. For fiber eksisterer dette problemet rett og slett ikke.
• Eksplosjon og brannsikkerhet. På grunn av fraværet av gnister, øker optisk fiber nettverkssikkerheten ved kjemiske og oljeraffinerier, når de betjener høyrisikoteknologiske prosesser.
• Kostnadseffektivitet for fiberoptiske kommunikasjonslinjer. Fiberen er laget av kvarts, som er basert på silisiumdioksid, et utbredt og derfor rimelig materiale, i motsetning til kobber. For tiden er kostnaden for fiber i forhold til et kobberpar 2:5. Samtidig lar FOC deg overføre signaler over mye lengre avstander uten videresending. Antall repeatere på langlinjer reduseres ved bruk av FOC. Ved bruk av soliton-overføringssystemer har man oppnådd rekkevidder på 4000 km uten regenerering (det vil si kun ved bruk av optiske forsterkere ved mellomnoder) ved overføringshastigheter over 10 Gbit/s.
• Lang levetid. Over tid opplever fiberen nedbrytning. Dette betyr at dempningen i den installerte kabelen øker gradvis. Men takket være perfeksjonen til moderne teknologier for produksjon av optiske fibre, er denne prosessen betydelig bremset, og levetiden til FOC er omtrent 25 år. I løpet av denne tiden kan flere generasjoner/standarder for transceiversystemer endres.
• Ekstern strømforsyning. I noen tilfeller kreves ekstern strømforsyning til en informasjonsnettverksnode. Optisk fiber er ikke i stand til å utføre funksjonene til en strømkabel. Men i disse tilfellene kan en blandet kabel brukes når kabelen sammen med optiske fibre er utstyrt med et kobberledende element. Denne kabelen er mye brukt både i Russland og i utlandet.

Imidlertid har fiberoptisk kabel også noen ulemper:

• Den viktigste av dem er installasjonens høye kompleksitet (mikronpresisjon er nødvendig når du installerer koblinger; dempningen i koblingen avhenger i stor grad av nøyaktigheten til glassfiberen som er spaltet og graden av polering). For å installere koblinger, brukes sveising eller liming ved hjelp av en spesiell gel som har samme lysbrytningsindeks som glassfiber. Dette krever uansett høyt kvalifisert personell og spesialverktøy. Derfor selges oftest fiberoptisk kabel i form av ferdigkuttede stykker av forskjellige lengder, i begge ender av hvilke den nødvendige typen kontakter allerede er installert. Det bør huskes at dårlig installasjon av kontakten kraftig reduserer den tillatte kabellengden, bestemt av demping.
• Vi må også huske at bruk av fiberoptisk kabel krever spesielle optiske mottakere og sendere som konverterer lyssignaler til elektriske signaler og omvendt, noe som noen ganger øker kostnadene for nettverket som helhet betydelig.
• Fiberoptiske kabler tillater signalforgrening (spesielle passive splittere (koblere) for 2-8 kanaler produseres for dette), men som regel brukes de til å overføre data bare i én retning mellom en sender og en mottaker. Tross alt vil enhver forgrening uunngåelig svekke lyssignalet sterkt, og hvis det er mange grener, kan det hende at lyset rett og slett ikke når slutten av nettverket. I tillegg har splitteren også interne tap, slik at den totale signaleffekten ved utgangen er mindre enn inngangseffekten.
• Fiberoptisk kabel er mindre slitesterk og fleksibel enn elektrisk kabel. Den typiske tillatte bøyeradiusen er ca. 10 - 20 cm, med mindre bøyeradius kan den sentrale fiberen knekke. Tåler ikke kabel og mekanisk strekking, samt knusende påvirkninger.
• Den fiberoptiske kabelen er også følsom for ioniserende stråling, noe som reduserer gjennomsiktigheten til glassfiberen, det vil si øker dempningen av signalet. Plutselige endringer i temperaturen har også en negativ innvirkning på den, og glassfiberen kan sprekke.
• Fiberoptisk kabel brukes kun i nettverk med stjerne- og ringtopologi. Det er ingen koordinerings- eller jordingsproblemer i dette tilfellet. Kabelen gir ideell galvanisk isolasjon av nettverksdatamaskiner. I fremtiden vil denne typen kabel sannsynligvis erstatte elektriske kabler, eller i det minste forskyve dem kraftig.

Utsikter for utvikling av fiberoptiske linjer:

• Med de økende kravene til nye nettverksapplikasjoner, blir bruken av fiberoptiske teknologier i strukturerte kablingssystemer stadig viktigere. Hva er fordelene og funksjonene ved å bruke optiske teknologier i det horisontale kabelundersystemet, så vel som på brukerarbeidsplasser?
• Etter å ha analysert endringer i nettverksteknologier de siste 5 årene, er det lett å se at kobber SCS-standarder har ligget bak "nettverksvåpenkappløpet". Uten å ha tid til å installere SCS av den tredje kategorien, måtte bedrifter bytte til den femte, nå til den sjette, og bruken av den syvende kategorien er rett rundt hjørnet.
• Det er klart at utviklingen av nettverksteknologier ikke stopper der: gigabit per arbeidsplass vil snart bli en de facto-standard, og deretter de jure, og for LAN (lokalnettverk) til en stor eller til og med mellomstor bedrift, 10 Gbit/s Etnernet vil ikke være uvanlig.
• Derfor er det veldig viktig å bruke et kablingssystem som lett kan takle de økende hastighetene til nettverksapplikasjoner i minst 10 år - dette er minimumslevetiden til SCS definert av internasjonale standarder.
• Dessuten, når du endrer standarder for LAN-protokoller, er det nødvendig å unngå å legge om nye kabler, som tidligere forårsaket betydelige kostnader for driften av SCS og rett og slett ikke er akseptabelt i fremtiden.
• Kun ett overføringsmedium i SCS tilfredsstiller disse kravene - optikk. Optiske kabler har blitt brukt i telekommunikasjonsnettverk i mer enn 25 år, og nylig har de også funnet utbredt bruk i kabel-TV og LAN.
• I LAN brukes de hovedsakelig til å bygge ryggradskabelkanaler mellom bygninger og i selve bygningene , samtidig som det sikres høye dataoverføringshastigheter mellom segmenter av disse nettverkene. Utviklingen av moderne nettverksteknologier aktualiserer imidlertid bruken av optisk fiber som hovedmedium for å koble brukere direkte.

Nye standarder og teknologier for fiberoptiske kommunikasjonslinjer:

De siste årene har det dukket opp flere teknologier og produkter på markedet som gjør det mye enklere og billigere å bruke fiberoptikk i et horisontalt kablingssystem og koble det til brukerens arbeidsstasjoner.

Blant disse nye løsningene vil jeg først og fremst trekke frem optiske kontakter med liten formfaktor - SFFC (small-form-factor koblinger), plane laserdioder med vertikalt hulrom - VCSEL (vertical cavity surface-emitting lasers) og ny generasjon optiske multimodusfibre.

Det skal bemerkes at den nylig godkjente typen multimode optisk fiber OM-3 har en båndbredde på mer enn 2000 MHz/km ved en laserbølgelengde på 850 nm. Denne typen fiber gir seriell overføring av 10 Gigabit Ethernet-protokolldatastrømmer over en avstand på 300 m. Bruken av nye typer multimode optisk fiber og 850-nanometer VCSEL-lasere sikrer de laveste kostnadene ved å implementere 10 Gigabit Ethernet-løsninger.

Utviklingen av nye standarder for fiberoptiske koblinger har gjort fiberoptiske systemer til en seriøs konkurrent til kobberløsninger. Tradisjonelt krevde fiberoptiske systemer dobbelt så mange kontakter og patch-kabler som kobbersystemer - telekommunikasjonsplasseringer krevde et mye større fotavtrykk for å romme optisk utstyr, både passivt og aktivt.

Optiske kontakter med liten formfaktor, som nylig ble introdusert av en rekke produsenter, gir dobbelt så høy porttetthet som tidligere løsninger fordi hver kontakt med liten formfaktor inneholder to optiske fibre i stedet for bare én.

Samtidig reduseres størrelsene på både optiske passive elementer - krysskoblinger, etc., og aktivt nettverksutstyr, noe som gjør det mulig å redusere installasjonskostnadene fire ganger (sammenlignet med tradisjonelle optiske løsninger).

Det skal bemerkes at de amerikanske standardiseringsorganene EIA og TIA i 1998 bestemte seg for ikke å regulere bruken av noen spesifikk type optiske kontakter med liten formfaktor, noe som førte til at seks typer konkurrerende løsninger dukket opp på markedet på dette området: MT -RJ, LC, VF-45, Opti-Jack, LX.5 og SCDC. Det er også nye utviklinger i dag.

Den mest populære miniatyrkontakten er MT-RJ-kontakten, som har en enkelt polymertupp med to optiske fibre inni. Designet ble designet av et konsortium av selskaper ledet av AMP Netconnect basert på den japanskutviklede MT multifiberkontakten. AMP Netconnect har i dag gitt mer enn 30 lisenser for produksjon av denne typen MT-RJ-kontakt.

MT-RJ-kontakten skylder mye av sin suksess til den eksterne designen, som ligner den til den 8-pinners modulære kobber RJ-45-kontakten. Ytelsen til MT-RJ-kontakten har forbedret seg markant de siste årene - AMP Netconnect tilbyr MT-RJ-kontakter med nøkler som forhindrer feilaktig eller uautorisert tilkobling til kabelsystemet. I tillegg utvikler en rekke selskaper enkeltmodusversjoner av MT-RJ-kontakten.

Selskapets LC-kontakter er ganske etterspurt i markedet for optiske kabelløsninger Avaya(http://www.avaya.com). Utformingen av denne kontakten er basert på bruken av en keramisk spiss med en diameter redusert til 1,25 mm og et plasthus med en utvendig spakelås for fiksering i kontakten til tilkoblingskontakten.

Kontakten er tilgjengelig i både simpleks- og dupleksversjoner. Hovedfordelen med LC-kontakten er det lave gjennomsnittstapet og standardavviket, som bare er 0,1 dB. Denne verdien sikrer stabil drift av kabelsystemet som helhet. Installasjon av LC-gaffelen følger en standard epoksyliming og poleringsprosedyre. I dag har kontaktene funnet sin bruk blant produsenter av 10 Gbit/s transceivere.

Corning Cable Systems (http://www.corning.com/cablesystems) produserer både LC- og MT-RJ-kontakter. Etter hennes mening har SCS-industrien valgt til fordel for MT-RJ- og LC-kontakter. Selskapet ga nylig ut den første single-mode MT-RJ-kontakten og UniCam-versjonene av MT-RJ- og LC-kontaktene, som har kort installasjonstid. Samtidig, for å installere UniCam-type kontakter, er det ikke nødvendig å bruke epoksylim og poly