Волоконно-оптический кабель
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
Введение
Прогресс цивилизации связан с быстрым возрастанием потоков информации, опережающим развитие производительных сил общества. Наилучшими носителями информации вплоть до космических, признаны электромагнитные волны. Человечество неуклонно осваивает новые диапазоны, стремясь к передаче все более широких частотных полос по каждой линии или физическому каналу связи.
Цифровая связь по оптическим кабелям (ОК), приобретающая все большую актуальность, является одним из главных направлений научно-технического прогресса (НТП). На сегодняшний день наметились две основные тенденции в развитии НТП: снижение себестоимости услуг связи и повышение её качества.
Преимущества цифровых потоков в их относительно лёгкой обрабатываемости с помощью ЭВМ, возможности повышения отношения сигнал/шум и увеличения плотности потока информации.
Преимущества оптических систем передачи (СП) перед СП, работающими по металлическому кабелю заключается в:
возможности получения световодов с малым затуханием и дисперсией, а значит увеличение дальности связи и уменьшение потерь;
широкая полоса пропускания, значит большая информационная ёмкость;
ОК не обладает электропроводностью и индуктивностью, то есть кабели не подвергаются электромагнитным воздействиям;
пренебрежимо малые перекрестные помехи;
низкая стоимость материала ОК, его малый диаметр и масса;
высокая скрытность связи;
возможность усовершенствования системы при полном сохранении совместимости с другими СП.
Потенциальные возможности передачи информации возрастают с увеличением полосы пропускания передающей среды и частоты несущей. За время существования радио, используемые для передачи частоты выросли от примерно 100 КГц до приблизительно 10 ГГц. Изобретение лазера, в котором свет используется в качестве несущей, за один шаг увеличило потенциальный диапазон на четыре порядка - до 100 000 ГГц (или 100 терагерц, ТГц). Волоконная оптика теоретически может работать в диапазоне до 1 ТГц, однако используемый в настоящее время диапазон еще далёк от этого предела.
Ширина полосы пропускания связана со скоростью передачи информации. Потери (затухание) определяют расстояние, на которое может передаваться сигнал. По мере того как сигнал перемещается по передающей линии, его амплитуда уменьшается. Это уменьшение амплитуды называется затуханием. В оптическом кабеле затухание не зависит от частоты и остается постоянным в определенном диапазоне частот, вплоть до очень высоких и, как правило, неиспользуемых частот.
Важнейший результат нечувствительности оптического волокна к наводкам от электромагнитного излучения заключается в том, что световые сигналы не искажаются под влиянием электромагнитных наводок (ЭМН). Цифровая передача предполагает пересылку сигнала без ошибок. Всплеск ЭМН может привести к возникновению пика, в то время как в исходном сигнале никакого пика не было. Таким образом, оптические волокна открывают новые возможности для передачи сигнала без искажений.
Оптическое волокно весит значительно меньше медного проводника. Волоконно-оптический кабель той же информационной ёмкости, что и медный, весит меньше, поскольку последний требует большего количества линий. Волокно является диэлектриком и не проводит ток. Его использование безопасно с точки зрения искро - и пожаробезопасности. Более того, волокно не притягивает молнии.
Волоконно-оптический кабель может также использоваться в опасных местах, в которых из соображений безопасности вообще не применялись кабели. Например, волокно можно проложить прямо через топливный бак.
1. Конструкции оптических кабелей
Оптические кабели предназначены для передачи цифровых и аналоговых сигналов в высокоскоростных линиях связи. Отличительной особенностью является наличие в конструкции кабеля основного элемента - оптического волокна. Оптическое волокно имеет низкую механическую прочность. Поэтому конструкция кабеля должна быть такой, чтобы конструктивные элементы надежно защищали оптическое волокно. В кабелях внешней прокладки - это силовые и армирующие элементы: вторичное защитное покрытие в виде трубки, центральный силовой элемент, промежуточные оболочки, броня, защитная оболочка. В кабелях внутренней прокладки роль защитных элементов выполняет плотное вторичное защитное покрытие, защитная оболочка. При необходимости в конструкции кабеля могут быть армирующие Элементы на основе высокомолекулярных нитей (СВМ, Тварон, Кевлар).
.1 Классификация оптических кабелей
По назначению оптические кабели (ОК) в отличие от электрических кабелей достаточно классифицировать на две основные группы:
линейные - для прокладки вне зданий (для наружной прокладки и эксплуатации);
внутриобъектовые - для прокладки внутри зданий (для внутренней прокладки и эксплуатации).
Нет необходимости классифицировать линейные ОК на магистральные, зоновые, городские и сельские, т.е. по принципу принадлежности к магистральной, зоновым или местным сетям связи.
Современные одномодовые оптические волокна (ОВ), выполняющие в ОК роль среды передачи, имеют малое затухание, слабую его частотную зависимость и не являются ограничивающим фактором применения линейных ОК на сетях связи (магистральной, зоновых или местных).
Определяющим фактором применения линейных ОК на сетях связи являются условия их прокладки и эксплуатации. Оптические кабели