Fiberoptisk transmissionslinje
Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den
version , der blev gennemgået den 17. juni 2022; checks kræver
2 redigeringer .
Fiberoptisk transmissionssystem ( FOTS - det officielle udtryk defineret i GOST R 54417-2011 [1] ), Fiberoptisk kommunikationslinje ( FOCL - et veletableret navn) - et fiberoptisk system bestående af passive og aktive elementer, designet til transmissionsinformation i det optiske (normalt nær infrarøde ) område [2] .
Elementer
Aktive komponenter
- En regenerator er en enhed, der genopretter formen af en optisk puls, som udbreder sig gennem fiberen undergår forvrængning. Regeneratorer kan være både rent optiske og elektriske, som konverterer det optiske signal til elektrisk, genopretter det og derefter konverterer det tilbage til optisk.
- En forstærker er en enhed, der forstærker effekten af et signal. Forstærkere kan også være optiske og elektriske og udføre opto-elektronisk og elektro-optisk signalkonvertering.
- Laseren er en kilde til monokrom kohærent optisk stråling. I systemer med direkte modulering, som er de mest almindelige, er laseren også en modulator, der direkte konverterer et elektrisk signal til et optisk.
- Modulator - en enhed, der modulerer en optisk bølge, der bærer information i henhold til loven om et elektrisk signal. I de fleste systemer udføres denne funktion af en laser, men i systemer med indirekte modulering anvendes separate enheder til dette.
- Fotodetektor ( Photodiode ) er en enhed, der udfører optoelektronisk signalkonvertering.
Passive komponenter
- Fiberoptisk kabel , hvis lysbærende elementer er optiske fibre . Den ydre kappe af kablet kan være lavet af forskellige materialer: PVC, polyethylen, polypropylen, Teflon og andre materialer. Et optisk kabel kan have forskellige typer panser og specifikke beskyttelseslag (for eksempel små glasnåle til beskyttelse mod gnavere).
- En optisk kobler er en enhed, der bruges til at forbinde to eller flere optiske kabler.
- Optisk kryds - en enhed designet til at afslutte et optisk kabel og forbinde aktivt udstyr til det.
- Multiplexer / Demultiplexer - en bred klasse af enheder designet til at kombinere og adskille informationskanaler. Multipleksere og demultipleksere kan fungere både i tids- og frekvensdomænerne, de kan være elektriske og optiske (til systemer med spektral divisionsmultipleksing ).
Fordele
Fiberoptiske linjer har en række fordele i forhold til kablede (kobber) og radiorelækommunikationssystemer:
- Lav signaldæmpning (0,15 dB/km i det tredje gennemsigtighedsvindue ) gør det muligt at transmittere information over en meget større afstand uden brug af forstærkere. Forstærkere i FOCL kan installeres efter 40, 80 og 120 kilometer, afhængig af terminaludstyrets klasse.
- Den høje båndbredde af optisk fiber gør det muligt at transmittere information med en høj hastighed, uopnåelig for andre kommunikationssystemer.
- Høj pålidelighed af det optiske miljø: Optiske fibre oxiderer ikke, bliver ikke våde og er ikke udsat for svage elektromagnetiske effekter.
- Informationssikkerhed - information transmitteres via optisk fiber "fra punkt til punkt", og det kan kun aflyttes eller ændres ved fysisk indgreb i transmissionsledningen.
- Høj beskyttelse mod interfiberpåvirkninger - niveauet af strålingsafskærmning er mere end 100 dB. Stråling i den ene fiber påvirker overhovedet ikke signalet i nabofiberen.
- Brand- og eksplosionssikkerhed ved ændring af fysiske og kemiske parametre
- Små mål og vægt
- Sammenlignet med udendørs kobbertråde - uattraktivt for metalsamlere, fremragende lynmodstand.
Ulemper
- Relativ skrøbelighed af optisk fiber. Hvis kablet er kraftigt bøjet, kan fibrene knække eller blive uklare på grund af forekomsten af mikrorevner, derfor er det nødvendigt at bruge anbefalingerne fra producenten af det optiske kabel (hvor, især den mindst tilladte bøjning) radius er normaliseret).
- Forbindelsens kompleksitet i tilfælde af et brud.
- Sofistikeret fremstillingsteknologi, både selve fiberen og FOCL-komponenterne.
- Kompleksiteten af signalkonvertering (i interfaceudstyr).
- Relativt høje omkostninger ved optisk slutudstyr. Udstyret er dog dyrt i absolutte tal. Forholdet mellem omkostninger og kapacitet for FOCL er bedre end for andre systemer.
- Uklarhed af fiberen på grund af strålingseksponering (der er dog dopede fibre med høj strålingsmodstand [3] ).
Ansøgning
Fordelene ved fiberoptiske linjer har ført til deres udbredte anvendelse i telekommunikationsnetværk på forskellige niveauer - fra interkontinentale backbones til virksomheds- og hjemmecomputernetværk.
Installation
Kabellægning
Optisk kabel til kommunikationslinjer kan lægges som følger:
- I kabelkanalen eller kabelsamleren;
- Direkte ned i jorden - i en tidligere forberedt rende eller ved hjælp af et kabellag ;
- Kabelophæng - overliggende kommunikationsledning.
- Kabellægning i bygningen - kablet kan lægges både udenfor og inde i bygningen
- Kabelophæng på rørstativer - installeret for eksempel på bygningernes tage
For hvert tilfælde er der lavet specielle kabler, der adskiller sig i typen af kappe, rustning, tilladt trækkraft og andre parametre.
Montering af koblinger og krydser
Til splejsning af optiske kabler anvendes optiske koblinger , som er plastikbeholdere, inden i hvilke der er en splejsningsplade, der holder optiske fibre.
Et optisk kryds er en enhed, hvorigennem de optiske fibre i et kabel er forbundet med standardstik. Korset er lavet i form af en metal (normalt) boks, på det ydre panel, hvoraf der er optiske stik, og indeni er der en splejsningsplade. Krydsforbindelsesstikkene forbindes til kabelfibrene ved hjælp af pigtails - korte stykker optisk fiber med stik. Pigtail-stikket på indersiden af krydset forbinder til det ydre stik på krydset, og den anden ende er svejset til fiberen i det optiske kabel.
Optiske distributionsbokse kan fremstilles til montering i et standard 19-tommer rack, montering på væg og i andre versioner. Kryds kan muligvis åbnes uden at demonteres eller ej.
Svejsning af optiske fibre udføres i en halvautomatisk tilstand af specielle svejsemaskiner.
Interaktion med stærk elektromagnetisk stråling
Stærk elektromagnetisk stråling kan introducere inter-kanal interferens i HDWDM -systemer og føre til en stigning i antallet af fejl. Dette fænomen er typisk i telematiksystemer på jernbanen , hvor FOL lægges på kontaktnettets understøtninger i umiddelbar nærhed af køreledningen. Fejl opstår på tidspunkter med transienter , for eksempel under en kortslutning . Dette fænomen forklares af Kerr- og Faraday- effekterne .
Se også
Noter
- ↑ GOST R 54417-2011 Komponenter i fiberoptiske transmissionssystemer. Begreber og definitioner, GOST R dateret 27. september 2011 nr. 54417-2011 . docs.cntd.ru. Hentet 19. juli 2018. Arkiveret fra originalen 19. juli 2018. (ubestemt)
- ↑ Panfilov, 1991 , s. 201.
- ↑ Strålingsbestandige single-mode optiske fibre med en kvartskerne (utilgængeligt led) . Hentet 24. oktober 2013. Arkiveret fra originalen 29. oktober 2013. (ubestemt)
Links
Litteratur
- Panfilov I.P., Dyrda V.E. Teori om elektrisk kommunikation. - M . : Radio og kommunikation, 1991. - 344 s.