Fiberoptisk transmissionsledning

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 17 juni 2022; kontroller kräver 2 redigeringar .

Fiberoptiskt transmissionssystem ( FOTS  - den officiella termen definierad i GOST R 54417-2011 [1] ), Fiberoptisk kommunikationslinje ( FOCL  - ett väletablerat namn) - ett fiberoptiskt system som består av passiva och aktiva element, designad för överföring av information inom det optiska (vanligtvis nära infraröda ) området [2] .

Elements

Aktiva komponenter

• En regenerator  är en anordning som återställer formen av en optisk puls, som, som fortplantar sig genom fibern, genomgår förvrängning. Regeneratorer kan vara både rent optiska och elektriska, som omvandlar den optiska signalen till elektrisk, återställer den och sedan omvandlar den tillbaka till optisk.
• En förstärkare  är en enhet som förstärker effekten av en signal. Förstärkare kan också vara optiska och elektriska och utföra optoelektronisk och elektrooptisk signalomvandling.
• Lasern  är en källa för monokrom koherent optisk strålning. I system med direktmodulering, som är de vanligaste, är lasern även en modulator som direkt omvandlar en elektrisk signal till en optisk.
• Modulator  - en enhet som modulerar en optisk våg som bär information enligt lagen för en elektrisk signal. I de flesta system utförs denna funktion av en laser, men i system med indirekt modulering används separata enheter för detta.
• Fotodetektor ( Photodiode ) är en enhet som utför optoelektronisk signalomvandling.

Passiva komponenter

• Fiberoptisk kabel , vars ljusbärande element är optiska fibrer . Kabelns yttre mantel kan vara gjord av olika material: PVC, polyeten, polypropen, teflon och andra material. En optisk kabel kan ha olika typer av pansar och specifika skyddsskikt (till exempel små glasnålar för att skydda mot gnagare).
• En optisk kopplare  är en enhet som används för att ansluta två eller flera optiska kablar.
• Optiskt kors  - en enhet utformad för att avsluta en optisk kabel och ansluta aktiv utrustning till den.
• Multiplexer / Demultiplexer  - en bred klass av enheter utformade för att kombinera och separera informationskanaler. Multiplexrar och demultiplexrar kan fungera både i tids- och frekvensdomänerna, de kan vara elektriska och optiska (för system med spektral divisionsmultiplexering ).

Fördelar

Fiberoptiska linjer har ett antal fördelar jämfört med trådbundna (koppar) och radioreläkommunikationssystem:

• Låg signaldämpning (0,15 dB/km i det tredje transparensfönstret ) gör att information kan sändas över ett mycket större avstånd utan användning av förstärkare. Förstärkare i FOCL kan installeras efter 40, 80 och 120 kilometer, beroende på klass av terminalutrustning.
• Den höga bandbredden hos optisk fiber gör det möjligt att överföra information med en hög hastighet, ouppnåelig för andra kommunikationssystem.
• Hög tillförlitlighet för den optiska miljön: optiska fibrer oxiderar inte, blir inte blöta och utsätts inte för svaga elektromagnetiska effekter.
• Informationssäkerhet - information överförs via optisk fiber "från punkt till punkt" och den kan avlyssnas eller ändras endast genom fysiska ingrepp i transmissionsledningen.
• Högt skydd mot interfiberpåverkan - nivån av strålningsskärmning är mer än 100 dB. Strålning i en fiber påverkar inte signalen i grannfibern alls.
• Brand- och explosionssäkerhet vid ändring av fysikaliska och kemiska parametrar
• Små mått och vikt
• Jämfört med utomhuskoppartrådar - oattraktivt för metallsamlare, utmärkt åskmotstånd.

Nackdelar

• Relativ bräcklighet hos optisk fiber. Om kabeln är kraftigt böjd kan fibrerna gå sönder eller bli grumliga på grund av förekomsten av mikrosprickor, därför är det nödvändigt att använda rekommendationerna från tillverkaren av den optiska kabeln (där i synnerhet den minsta tillåtna böjningen radien är normaliserad).
• Anslutningens komplexitet i händelse av ett avbrott.
• Sofistikerad tillverkningsteknik, både själva fibern och FOCL-komponenterna.
• Signalomvandlingens komplexitet (i gränssnittsutrustning).
• Relativt hög kostnad för optisk slututrustning. Utrustningen är dock dyr i absoluta tal. Förhållandet mellan kostnad och kapacitet för FOCL är bättre än för andra system.
• Grumling av fibern på grund av strålningsexponering (det finns dock dopade fibrer med hög strålningsmotstånd [3] ).

Applikation

Fördelarna med fiberoptiska linjer har lett till att de används i stor utsträckning i telekommunikationsnät på olika nivåer - från interkontinentala stamnät till företags- och hemdatornätverk.

Installation

Kabeldragning

Optisk kabel för kommunikationslinjer kan läggas enligt följande:

• I kabelkanalen eller kabelsamlaren;
• Direkt ner i marken - in i en tidigare förberedd dike eller med ett kabelskikt ;
• Kabelupphängning - överliggande kommunikationsledning.
• Kabelförläggning i byggnaden - kabeln kan läggas både utanför och inne i byggnaden
• Kabelupphängning på rörställ - installerad till exempel på byggnaders tak

För varje fall görs speciella kablar, som skiljer sig i typ av mantel, pansar, tillåten dragkraft och andra parametrar.

Montering av kopplingar och korsar

För skarvning av optiska kablar används optiska kopplingar , som är plastbehållare, inuti vilka det finns en skarvplatta som håller optiska fibrer.

Ett optiskt kors är en enhet genom vilken de optiska fibrerna i en kabel är anslutna med standardkontakter. Korset är gjort i form av en metalllåda (vanligtvis), på den yttre panelen av vilken det finns optiska kontakter, och inuti finns en skarvplatta. Korskopplingskontakterna är anslutna till kabelfibrerna med hjälp av pigtails  - korta bitar av optisk fiber med kontakter. Pigtail-kontakten på insidan av korset ansluter till den yttre kontakten på korset, och den andra änden är svetsad till fibern i den optiska kabeln.

Optiska distributionslådor kan tillverkas för montering i ett standard 19-tumsställ, montering på vägg och i andra versioner. Kors kan kanske öppnas utan att demonteras eller inte.

Svetsning av optiska fibrer utförs i ett halvautomatiskt läge av speciella svetsmaskiner.

Interaktion med stark elektromagnetisk strålning

Stark elektromagnetisk strålning kan introducera interkanalinterferens i HDWDM- system och leda till en ökning av antalet fel. Detta fenomen är typiskt i telematiksystem på järnvägen , där FOL läggs på kontaktnätets stöd i kontaktledningens omedelbara närhet. Fel uppstår vid tidpunkter med transienter , till exempel under en kortslutning . Detta fenomen förklaras av Kerr- och Faraday- effekterna .

Se även

• optisk fiber
• Fiberoptisk kommunikation
• PON (Passive Optical Communication Network)
• Kommunikationsnätverk i ryggraden
• Transparensfönster av kvartsfiber
• sista milen
• Ljus Peak
• DDM
• Optisk sändare

Anteckningar

1. ↑ GOST R 54417-2011 Komponenter i fiberoptiska transmissionssystem. Termer och definitioner, GOST R daterad 27 september 2011 nr 54417-2011 . docs.cntd.ru. Hämtad 19 juli 2018. Arkiverad från originalet 19 juli 2018. (obestämd)
2. ↑ Panfilov, 1991 , sid. 201.
3. ↑ Strålningsbeständiga single-mode optiska fibrer med en kvartskärna (otillgänglig länk) . Hämtad 24 oktober 2013. Arkiverad från originalet 29 oktober 2013. (obestämd) 

Länkar

• Flexibla lösningar på "solid" basis / inavate.ru . (obestämd)
• Fiberoptiska kommunikationssystem. Evolution  (ryska)

Litteratur

• Panfilov I.P., Dyrda V.E. Teori om elektrisk kommunikation. - M . : Radio och kommunikation, 1991. - 344 sid.