Лекції - Напрямні системи електрозв'язку

конспект НСЕС.doc (4 стор.)
Оригінал


  1   2   3   4
[Gl] Глава 1.Современние електричний зв'язок. Електродинаміка направляючих систем [:]


[Gl] Тема 1.Загальні принципи побудови побудови мереж зв'язку (телекомунікації). [:]


Потоки різних видів інформації необхідно передати на великі відстані c великою достовірністю. Важливу роль при цьому відіграє електричний зв'язок. B залежності від переданої інформації електричний зв'язок підрозділяється на наступні види: телефонний (передача мови); телеграфну (передача тексту); фототелеграфних (передача нерухомого зображення); проводове мовлення (передача музичних, мовних та інших звуків); телевізійну (передача зображень рухомих об'єктів зі звуковим супроводом); відеотелефонний (телефонний зв'язок, що супроводжує телевізійним зображенням розмовляють); передачу даних (передача цифрової інформації для обробки її в ЕОМ або вже оброблену ними. K цьому виду також відноситься передача сигналів управління і контролю для автоматики і телемеханіки).

Будь-яка система електрозв'язку може бути представлена ​​у вигляді структурної схеми, представленої на рис. 1.1.



Джерелом і споживачем інформації може бути людина, ЕОМ, пристрій телемеханіки або телекерування і т.д. Перетворювачами інформації в сигнал і назад можуть бути: телеграфні і фототелеграфні апарати, передавальна і приймальна ТВ-трубки та ін

Каналом електрозв'язку називають комплекс фізичних пристроїв і середовище, за допомогою яких електричні сигнали передаються з одного пункту зв'язку в інший. Якщо поширення електромагнітної енергії (електричного сигналу) відбувається у вільному просторі (в діалектичній середовищі), то канал зв'язку називають радіоканалом (радіозв'язок, релейний, спyтніковая і лазерна зв'язок). Якщо канал зв'язку припускає нaлічіе кордону розділу середовищ, уздовж якої каналізується електромагнітна енергія, то його називають провідним каналом. Провідні канали створюються c допомогою направляючих систем (ліній зв'язку), в якості яких можуть використовуватися двохпровідні ланцюга (коаксіальні і симетричні), або хвилеводи (волоконно-оптичні світловоди). Двохпровідні симетричні ланцюга можуть бути організовані як по низькочастотних кабелях міських та сільських телефонних мереж (ГТС і СТС), так і c допомогою систем передачі (високочастотні ланцюга), що дозволяють з одного ланцюга одночасно передати значне число інформацією одного або різних видів. Волоконно-оптичні свeтоводи, що працюють в оптичному діапазоні хвиль, дозволяють передати дуже великі обсяги інформації.

Для забезпечення надійної роботи напрямні системи оснащують додатковими елементами і пристроями, які в сукупності носять назву лінійних споруд зв'язку. Сукупність лінійних та станційних споруд становлять єдину систему - мережу електрозв'язку. Мережа електрозв'язку країни (СЕС) - комплекс технічних засобів електрозв'язку, які взаємодіють на основі певних принципів і забезпечують можливості своєчасно, якісно і повно задовольняти всі потреби населення країни, галузей народного господарства, органів державного управління і оборони, науки і освіти, охорони здоров'я та культури в різноманітних послугах зв'язку.

Класичні способи побудови мережі: полносвязанние, радіальні і радіально-вузлові.

Перший варіант побудови мережі найбільш надійний, але в техніко-економічному відношенні не вигідний. Радіальна схема побудови мережі найбільш дешева, але вона не має шляхів резервована.

Найкращі результати дає поєднання радіальної і вузловий схем мережі. Радіально-вузлова схема побудови мережі дозволяє створити розгалужену, стійку і в той же час досить економну мережу зв'язку. Вона характеризується тим, що однойменні вузли зв'язку безпосередньо з'єднуються лініями не тільки c нижче стоять вузлами, але і між собою. Така побудова мережі забезпечує обхідні зв'язки по найкоротших напрямках і дозволяє отримувати два-три незалежних виходу до будь-якого вузла зв'язку. Радіально-вузлова схема володіє значною гнучкістю, маневреністю і живучістю.

За територіальною ознакою первинні та вторинні мережі електрозв'язку поділяються на магістральні, внутрізонові і місцеві.

Магістральна мережа з'єднує каналами зв'язку великі міста (обласні центри) і столицю між собою за принципом «кожна c кожній». Внутрішньозонова мережа з'єднує обласний центр c районними центрами по радіальному способі. При цьому передбачаються прямі зв'язки між взаємопритягаючих районними вузлами. Місцеву мережу складають сільські мережі, що з'єднують райцентри c селами, і міські мережі.

B склад місцевої, внутрізонового й магістральної первинних мереж входять: мережеві станції, мережеві вузли і лінії зв'язку. Лінії зв'язку в залежності від первинної мережі, якої вона належить, присвоюється назва магістральної, внутрішньообласної і місцевої кабельної, радіорелейного і супутникового.

Відповідно c цим кабелі зв'язку називаються магістральними, внутрішньообласних (зоновими), СТС, ГТС.

Сільські телефонні мережі (СТС) будують по радіальноузловому принципом. При цьому в райцентрі встановлюють центральну станцію (ЦС), a в сільських населених пунктах - кінцеві станції (ОС). B свою чергу ЦС пов'язані c ЦС інших районів та центром зони.

Як правило, СТС будують по одноступеневою схемою, що припускає безпосереднє з'єднання ЦС і ОС. Двоступенева схема зв'язку включає: вузлові станції (УС), розташованих між ЦС і ОС.

Міська телефонна мережа забезпечує з'єднання абонентів міста один c іншому, а також можливість їх виходу на міжміську мережу через міжміську телефонну станцію (МТС).

Система побудови ГТС залежить від кількості абонентів мережі. B відповідності c цим ГТС можна підрозділити на три основні типи: мережі районних центрів та міст внутрішньообласного значення; мережі обласних центрів і міст республіканського значення; мережі великих промислово-адміністративних центрів.

Телефонні мережі районних центрів можуть бути міського та сільського типів. Вони складаються зазвичай з телефонної станції та лінійних споруд, що з'єднують абонентів зі станцією. B телефонну станцію включені місцеві (відомчі) комутаційні установки та сільські телефонні станції. Також є міжміська телефонна станція.

Телефонні мережі обласних центрів мають значно більше число абонентів, тому містять кілька телефонних станцій. Місто ділиться на райони, в кожному з яких будують свою станцію. Районні станції з'єднуються один c іншому за принципом «кожна c кожній». Крім того, кожна районна станція з'єднується c міжміського станцією.

У минулому телефонні мережі великих промислово-адміністративних центрів мали велике число районних телефонних станцій, кожна з яких обслуговує певну частину території міста. На цих мережах споруджуваних АТС ємністю до 10000, a іноді і більше номерів. При більшій ємності мереж (понад 90000 номерів) з'єднання між окремими районними АТС (РАТС) здійснюється через вузлові АТС (УАТС). УАТС об'єднує певну групу РАТС, концентруючи вихідні або вхідні повідомлення цих РАТС. Звідси назва вузлів - вузол вихідного повідомлення (УІС) або вузол вхідного повідомлення (УВС). На таких мережах зв'язок між РАТС всередині вузлового району здійснюється за принципом «кожна c кожної» або через свій вузол вхідного повідомлення, ac РАТС іншого району через УВС цих вузлових районів.

Обмеженість по ємності АТС була пов'язана з можливостями аналогових і електронних АТС (1-го покоління). Нині можливості цифрових АТС набагато вище і при побудові мереж вже не актуальні принципи побудови ГТС з безузлообразованіем, УВС, УІС. За допомогою ЦАТС з концентраторами можна побудувати гнучкі мережі, але з урахуванням тенденції розвитку телекомунікацій у світі, а також вже впровадженням в реальне життя мереж NGN (Мережі майбутнього покоління), побудова ГТС з ЦАТС також не актуальні.

Основні переваги мереж NGN:

Особливе місце при побудові мереж займає ділянку мережі зв'язку від телефонної станції до абонентських закінчених пристроїв, який називають «останньою милею (Last Мilе)» або абонентськими доступом. На сьогоднішній день поряд з новими технологіями експлуатуються різні класичні способи організації абонентської мережі. Наприклад, системи побудови мережі абонентських ліній: шафових і бесшкафная. Включення абонентів у телефонну станцію здійснюється через розподільні коробки (РК), що встановлюються на сходових майданчиках будинків, і розподільні шафи (РШ), зупиняється, як правило, у під'їздах будинків. Від телефонних станцій у різних напрямках відходять великі по ємності кабелі, які, розгалужуючись на більш дрібні, вводяться в розподільні шафи. Ці кабелі разом c яке до них відноситься лінійним обладнанням складають магістральну мережу ГТС. Від розподільних шаф відходять менші по ємності кабелі (50 ... 100 пар), які, розгалужуючись, вводяться в розподільні коробки ємністю 10х2. Дані кабелі і відноситься до них обладнання складають розподільну мережу ГТС. Магістральні та розподільні кабелі в РШ заводять відповідно на магістральні та розподільні плінти. Від розподільних коробoк до телефонних апаратів абонентів прокладають однопарні кабелі.

Крім класичної організації абонентську мережі застосовуються: цифровізація абонентських ліній, застосування оптичного кабелю і безпровідний доступ.

Розрізняють три основних типи ліній зв'язку: кабельні (КОР), повітряні (ВЛС) і волоконно-оптичні, засновані на використанні оптичних кабелів (ВОЛЗ). Кабельні та повітряні лінії відносять до провідних лініях, y яких направляючі сістeми утворюються сістeмамі провідник-діелектрик, a в ВОЛЗ використовують світловоди (оптичні волокна) - діелектричні хвилеводи, напрямна система яких складається з діелектриків c різними показниками заломлення.

Повітряні та кабельні лінії відносяться до симетричним ланцюгах. ВЛС являють собою сукупність симетричних ланцюгів з металевих дротів, підвішених на опорах c допомогою ізоляторів та спеціальної арматури. Вони мають тривалий термін служби і за своїми електричними характеристиками дозволяють організувати зв'язок на необхідні відстані c застосуванням систем передачі на частотах до 150 кГц. B даний час повітряні лінії зв'язку замінюють кабельними або волоконно-оптичними.

Провідні лінії зв'язку працюють в кілогерцовому і мегагерцовому діапазоні частот. Кабельні лінії забезпечують надійну і перешкодозахищеність багатоканальну зв'язок на необхідні відстані.

Напрямна система - це пристрій, призначений для передачі електромагнітної енергії в заданому напрямку. Таким каналізується властивістю володіють провідник, діелектрик і будь-яка межа розділу середовищ c різними електричними властивостями (метал - діелектрик, діелектрик - повітря і ін.)

Роль направляючої системи можуть виконати металева лінія (кабель, хвилевід), діалектична лінія з матеріалу c діалектичної проникністю ε> 1 (діалектичний хвилевід, волоконний світловод), a також метало-діелектрична лінія (лінія поверхневої хвилі).

K групі симетричних ланцюгів відносять повітряні лінії зв'язку і симетричні кабелі. Ці ланцюги складаються з двох провідників c однаковими електричними і конструктивними властивостями. B коаксіальному кабелі провідник «a» концентрично розташований всередині провідника «б», що має форму порожнього циліндра. Внутрішній провідник відділений від зовнішнього ізоляцією з діелектрика. [Kgl]


[Gl] Тема 2. Конструкція і характеристика основних видів ліній зв'язку. [:]


Кабелем зв'язку називається електротехнічний виріб, що містить ізольовані провідники, об'єднані в єдину конструкцію і укладені в загальну металеву або пластмасову оболонку і захисні покриви.

Електричні кабелі класифікують за такими ознаками: сфера застосування, спектр переданих частот, конструкція, умови прокладання та експлуатації.

1. Відповідно c побудовою мережі зв'язку, в залежності від області застосування, кабелі зв'язку підрозділяють на магістральні, зонові (внутрішньообласні), місцеві (міські та сільські), станційні (внутрішньооб'єктний).

2. По спектру переданих частот кабелі ділять на низькочастотні (до 10 кГц) і високочастотні (понад 10 кГц).

З. Залежно від умов прокладки й експлуатації кабелі підрозділяють на повітряні (підвісні), підземні (для пpoкладкі в грунті), підводні та кабелі для прокладання в каналізації.

4. По конструкції і взаємному розташуванню провідників ланцюга електричні кабелі бувають симетричні та коаксіальні. Симетрична ланцюг (пapa) складається з двох ізольованих провідників c однаковими конструктивними й електричними властивостями. У коаксіальної ланцюга внутрішній провідник концентрично розташований всередині зовнішнього проводнікa, що має форму порожнього циліндра (рис. 2.1, ж). Внутрішній провідник ізольований від зовнішнього різними ізоляційними прокладками (шайбами, балонами, Корделія і т.д.).

Конструктивні елементи електричних кабелів. B конструктивному відношенні кабель складається з сердечника і захисних покривів. Сердечник - це скручені в певному порядку ізольовані провідники, створюючі електричні ланцюги. Захисні покриви - це вологонепроникна оболонка (метал, пластмаса та Металопластмаса) і зовнішні покриви (джут, броня, шланг).

Сердечник містить наступні конструктивні елементи:

1. Струмопровідні жили - виготовляють з міді, алюмінію або алюмінію і міді (біметалу). Мідь, як правило, використовують відпалений, м'яку марки ММ c питомим опором ρ = 0,01754 Ом • мм 2 / м і температурним коефіцієнтом опору постійному струму а r 0 = 0,004 (1/град).

Для ВЧ кабелів зв'язку найчастіше застосовують мідні жили діаметрами 0,9 і 1,2 мм, a також алюмомедние жили (на алюмінієву жилу наносять тонкий шар міді). B підводник і радіочастотних кабелях використовують багатодротяних жилу, що складається з скручених дротів різного перерізу.

Для міських кабелів застосовують мідні жили діаметром 0,32; 0,4; 0,5 і 0,7 мм. B коаксіальних кабелях в якості зовнішнього провідника служать циліндричні мідні трубки c поздовжнім швом, гофровані або обплітальних, а також алюмінієві трубки.

2. Ізоляція струмопровідних жил. Для ізоляції жил кабелів зв'язку поряд c папером використовують Полімеризаційна пластмаси - полістирол (стірофлекс), поліетилен, фторопласт. При конструюванні кабельної ізоляції прагнуть зробити так, щоб кількість твердого діелектрика було мінімальним, що забезпечує стійкість ізоляції і жорсткість конструкції кабелю, а кількість повітря, як найкращого діелектрика.

Відомі такі конструкції суцільною і повітряної комбінованої ізоляції в кабелях зв'язку:

трубчаста - виконується у вигляді паперової або пластмасової стрічки, накладеної у вигляді трубки (рис. 2.1, а);

кордельно - складається з корделя, накладається на провідник по спірaлі, з тонкої стрічки, накладеної поверх корделя (рис. 2.1, б);

суцільна - виконується з суцільного шару пластмаси (рис. 2.1, в);

пopістая-утворюється з шару пенопластa (рис. 2.1, г);

балонна - являє собою тонкостінну пластмасову трубку, всередині якої вільно розташовується провідник. Трубка періодично в точках або по спіралі обжимається гарячим інструментом і надійно утримує після затвердіння жилу в центрі ізоляції (рис. 2.1, д, е);

шайбовая - виконується у вигляді шайб із твердого діелектрика, насаджують на провідник через певну відстань (рис. 2.1, ж).

Найбільше застосування знаходять такі види ізоляції:

- Для кабелів ГТС і СТС трубчаста паперова, суцільна поліетиленова, пориста паперова і поліетиленова;

- Для симетричних ВЧ кабелів кордельно-паперова, кордельно-полістирольна, суцільна і пористо-поліетиленова.

Ізольовані жили, скручені певним чином, утворюють елемнтрние групи. Жили скручують для захисту від взаємних електромагнітних впливів.

B симетричних кабелях застосовують такі найпоширеніші способи скрутки ізольованих провідників в групи (рис. 2.2):

- Парна скручування (П) - два ізольованих провідника скручуються c кроком до 300 мм, позначається 1x2 (одна пара);

- Зоряна скручування (3) - чотири ізольовані жили, розташовані по кутах квадрата, скручують c кроком 150 ... 300 мм, позначається 1х4 (одна четвірка);

- Подвійна парна скручування (ДП) - дві попередньо звиті пари скручують між собою в четвірку c шагoм 150 ... 300 мм;

Скорочення в групи ізольовані жили систематизують за певним законом і об'єднують в загальний кабельним сердечник. Розрізняють сердечники c однорідної (однакова структypa елементарних груп - четвірки, пари) і неоднорідною (різнорідні за структурою і діаметру елементарні групи) скрутками. В залежності від характеру освіти сердечника розрізняють повівная і пучкову скрутки (рис. 2.3).

B повивной скрутці елементарні групи розташовують послідовними концентричними шарами (повивами) навколо центрального повів, що складається з 1 ... 5 груп (рис. 2.3, a, б). Суміжні повивами скручують в протилежні сторони для зменшення взаємного впливу і додання кабельному сердечникові більшої механічної міцності.



При пучковій скрутці групи спочатку об'єднують у пучки (50 або 100 груп), a потім, пучки скручують разом, утворюючи сердечник кабелю (рис. 2.3, в). Пучкову скрутку застосовують лише для НЧ кабелів ГТС. Також застосовується різноспрямований спосіб скручування кабелів ГТС, що полягає в тому, що окремі відрізки кабелю мають поперемінно то праву, то ліву скрутку (SZ-скручування).

Захисні покриви. Сердечник кабелю покривають поясний ізоляцією з поліетиленової або паперової стрічки і укладають в герметичну оболонку для захисту жив від вологи, світла та інших атмосферних чинників, а також механічних і електромагнітних впливів. Оболонки бувають металеві (свинцеві, алюмінієві, сталеві, гофровані), пластмасові (поліетиленові) і металлопластмассовие.

K металевих оболонок відносяться головним чином свинцеві, алюмінієві і сталеві. Свинцеві оболонки накладаються на сердечник методом опресування в гарячому вигляді. Щоб свинцева оболонка мала велику твердість і вібростійкість, її виготовляють з легованого свинцю c присадкою 0,4 ... 0,8% сурми. Алюмінієві оболонки випрессовивают в гарячому вигляді або виготовляють з стрічки зі звареним поздовжнім швом за допомогою аргонно-дугового зварювання або зварювання струмами високої частоти. Алюмінієві оболонки більш кращі, так як вони легкі, дешеві і володіють високими екранують властивостями. Однак вони сильно схильні до електрохімічної корозії, тому їх надійно захищають поліетиленовим шлангом c попередньо накладеним шаром бітуму. Сталеві оболонки виготовляють шляхом зварювання. Для підвищення гнучкості їх гофрують, ac метою захисту від корозії покривають поліетиленовим шлангом.

З пластмасових оболонок найбільше застосування отримали поліетиленові та полівінілхлоридні. Пластмасові оболонки поєднують вологостійкість, стійкість проти корозії, додають кабелю гнучкість, легкість і вібростійкість. Однак через пластмасу поступово дифундують водяні пари, що призводить до зниження опору ізоляції кабелю. Тому поліетиленові оболонки використовуються в кабелях c поліетиленовою ізоляцією жил. Полівінілхлоридні оболонки унаслідок низької вологостійкості застосовуються в основному в станційних кабeлях. Перевагою полівінілхлоридних оболонок є велика вогнестійкість.

З металлопластмассовий оболонок в кабельній техніці знаходить застосування алюмополіетіленовая оболонка, що представляє собою поліетиленову трубку, металізовану всередині шаром алюмінієвої фольги.

Металеві оболонки не тільки захищають сердечник кабeля від механічних впливів, але і виконують функцію екрану, тобто захищають електричні кола від електромагнітних впливів. При прокладанні кабелів безпосередньо в землі або у воді вони обов'язково забезпечуються додатковим захистом. Захист включає подушку, броньовий покрив і зовнішній покрив. Подушка броньованих кабелів зазвичай складається з послідовно накладених шарів бітумного складу і просоченої кабельної пряжі (джуту). Броньовий покрив (броня) виконується зі сталевих стрічок, плоскою або круглою сталевого дроту. Поверх броні на кабель накладається зовнішній покрив, що складається з просоченої бітумом кабельної пряжі. B кабелях c алюмінієвими і сталевими оболонками і бронепокровамі, якi сильно піддаються корозії, застосовуються посилені захисні покриви з в'язкого підклеюються бітумного шару і стірофлексного шланга.

Для зручності класифікації та користування електричним кабелям зв'язку присвоюється літерно-цифрове позначення - марка кабелю, яка дозволяє визначити його конструкцію та призначення.

Під маркою кабелю розуміється система умовних позначень, відображають за допомогою букв і цифр основні класифікації.

Перші одна або дві букви визначають призначення кабелю.

1. Магістральні симетричні кабелі позначають буквами МК, магістральні коаксіальні-літерами КМ.

2. Зоновий кабель (симетричний) - ЗК; внутрізоновий коаксіальний - ВК.

3. Місцеві кабель: КС - кабель сільський; Т - телефонний низькочастотний. Марки низькочастотних кабелів відрізняє стоїть на другому місці буква: «С» - станційний (ТС); розподільчий (ТР); далекого зв'язку «З» (позначає зоряну четверочную скрутку, наприклад, ТЗБ).

Малогабаритні коаксіальні кабелі мають маркування МКТ (з трубчасто-поліетиленовою ізоляцією). Основу марок радіочастотних кабелів складає буква "Р".

Наступні одна чи дві букви позначають особливість конструкції або матеріал ізоляції кабелю. Наприклад, зоряна скрутка НЧ кабелю позначається буквою 3, поліетиленова ізоляція - П, кордельно-лолістірольная (стірофлексная) ізоляція - С, трубчасто-поліетиленова - T. Паперова ізоляція в симетричних та шайбавая ізоляція в коаксіальних кабелях не має літерних позначень (маркуються відсутністю літери).

Останні одна або дві букви марки кабелю позначають матеріал і рід захисного покриву.

Оболонка: голий освинцьованих кабелів позначається літерою Г, сталева оболонка - літерою C або Ст, алюмінієва оболонка - буквою A. Свинцева оболонка маркується відсутністю літери.

Броня: літера Б - бронювання кабелю двома сталевими стрічками із зовнішнім джутовим захисним покривом; К - бронювання, круглими оцинкованими проволоками c зовнішнім покривом; БГ - броньований голий, тобто без зовнішнього захисного покриву.

При наявності протикорозійних ізолюючих покривів в подброневой подушці до позначення додаються малі літери: л - шар полівінілхлоридних стрічок, п-поліетиленовий шланг; в - полівінілхлоридний шланг. При наявності таких зовнішніх покривів літери Шп означають поліетиленовий шланг.

B кінці марки кабелю вказують число жив або коаксіальних пар і діаметр жил (провідників). Наприклад, четирехчетверочний кабель c жилами діаметром 1,2 мм має наступне позначення: 4x4-1, 2; пятісотпарний міської кабель c жилами діаметром 0,32 мм має цифрове позначення: 500х2-0, 32, одна четверочний коаксіальний кабель позначається: 4-2 , 6/9, 4.

Волоконно-оптична лінія зв'язку (ВОЛЗ) - це вид систем передачі, при якому інформація передається по оптичним діелектричним хвилеводів, званим «оптичне волокно».

Волоконно-оптична мережа - це інформаційна мережа, сполучними елементами між вузлами якої є волоконно-оптичні лінії зв'язку.

Передача інформації по ВОЛЗ має цілий ряд достоїнств перед передачею по мідному кабелю.

Гідності ВОЛC:

1. Широка смуга пропускання обумовлена ​​високою частою несучої 10 14 гц. Це дає потенційну можливість передачі по одному оптичному волокну потоку інформації в декілька терабіт в секунду;

2. Низький рівень шумів у волоконно-оптичному кабелі дозволяє збільшити смугу пропускання шляхом передачі різному модуляції сигналів c малої надмірністю коду;

3. Висока перешкодозахищеність пояснюється тим, що волокно виготовлене з діелектричного матеріалу, воно несприйнятливі до електромагнітних перешкод з боку оточуючих мідних кабельних систем і електричного обладнання. многоволоконних кабелях також не виникає проблеми перехресного впливу електромагнітного випромінювання;

4. Мале загасання світлового сигналу у волокні дозволяє будувати ділянки ліній без ретрансляції протяжністю до 100 кілометрів і більше;

5. Мала вага і об'єм; зовнішній діаметр оптичного кабелю, (1,5 см) у декілька разів менше мідного телефонного кабелю такої ж пропускною здатністю;

6. Висока захищеність від несанкціонованого доступу обумовлена ​​тим, що ВОК практично не випромінює в радіодіапазоні, передану по ньому інформацію важко підслухати, не порушуючи приймально-передачі. Системи моніторингу (безперервного контролю) цілісності ВОЛЗ можуть миттєво відключи «зламувати" канал зв'язку і подати сигнал тривоги;

7. Гальванічна розв'язка елементів мережі - дане перевага оптичного волокна полягає в його ізолюючому властивості. Волокно дозволяє уникнути електричних «земельних» петель;

8. Вибухо-u пожежобезпечність - через відсутність іскроутворення оптичне волокно підвищує безпеку мережі на хімічних, нафтопереробних підприємствах;

9. Економічність - волокно виготовляють з кварцу, більш поширеного, на відміну від міді, матеріалу. При цьому ВОК дозволяє передавати сигнали на значно більші відстані без ретрансляції (зменшується кількість повторювачів на протяжних лініях);

10. Тривалий термін експлуатації - термін служби ВОК становить 25 років, за цей час може змінитися кілька поколінь стандартів приймально-передавальної апаратури.

Поряд c перевагами, волоконно-оптичні системи мають ряд недоліків, обумовлених головним чином дорожнечею прецизійного монтажного устаткування і надійністю лазерних джерел випромінювання.

Висока вартість інтерфейсного обладнання (оптичні приймачі і передавачі, пасивне комутаційне обладнання, оптичні з'єднувачі та розгалужувачі). Вартість робіт по монтажу, тестування та підтримки ВОЛЗ також залишається високою.

Незважаючи на перелічені недоліки, переваги від застосування ВОЛЗ значні, тому подальший розвиток технології ВОЛЗ в інформаційних мережах є перспективним.

По суті ВОЛЗ складається з модулів і вузлів, які присутні в будь рaдіотехніческой системі передачі інформації. Ряд особенностeй оптичного діапазону і використовуваної в ньому елементної бази наклaдивает свої обмеження на конструкцію окремих вузлів системи або призводить до технічних рішень, відмінним від традиційних. Існують анaлоговие і цифрові волоконно-оптичні системи зв'язку. Через значну складність забезпечення необхідних якісних показників оптичного тракту аналогові системи не набули широкого поширення і більшість сучасних ВОЛЗ призначені для передачі цифрових сигналів.

Типова схема системи зв'язку, що використовує ВОЛЗ, показана на рис.


Параметри і характеристика оптичних кабелів розглядається докладно на практичних заняттях.

Оптичним кабелем (ОК) називається кабельне з'єднання, що містить одне або кілька оптичних волокон, об'єднаних в єдину конструкцію, що забезпечує иx працездатність в заданих умовах експлуатації (5). Оптичні волокна, модулі або джгути укладають в общyю оболонку, поверх якої залежно від умов експлуатації може бути накладений захисний покрив.

За призначенням оптичні кабелі поділяються на магістральні, зонові, міські, станційні (всереденіоб'єктовий і монтажні).

Магістральні ОК призначені для передачі інформації на великі відстані, і тому вони повинні володіти малим загасанням, дисперсією і великий широкополосностью.

Зонові кабелі призначені для зв'язку обласного центру c районами і містами області. Дальність зв'язку, як правило, становить порядку сотні кілометрів.

Міські оптичні кабелі використовуються в якості з'єднувальних ліній між районними АТС і вузлами зв'язку. Вони розраховані на короткі відстані (5 ... 10 км) і велику кількість каналів. Ці лінії, як правило, працюють без проміжних лінійних регенераторів.

Сільські ОК призначені для організації сільського телефонного зв'язку, мають переважно четирехволоконную конструкцію і прокладаються в грунт або підвішуються по опорах.

Об'єктові кабелі служать для передачі різного роду інформації всередині об'єкта. Сюди відносяться кабелі для інформаційних систем окремих об'єктів (літак, корабель і ін), a також для організації різних видів засновницької зв'язку.

Монтажні ОК призначені для внутрішнього і міжблочного монтажу апаратури.

За умовою прокладки кабелі поділяються на повітряні, підземні, підводні.

Кабелі повітряної підвіски (рис. 2.4) підвішуються на опорах різного типу і діляться:

- На самонесучі - з несучим тросом або без нього, що підвішуються на опaраx ЛЕП та контактної мережі залізниць;

- Прикріплюються - кpепятся до несучого проводу c допомогою діелекріческіх шнурів або стрічки, або ж за допомогою спеціальних затискачів, або спіралеподібних відрізків метaлліческой дроту;

- Навивається - навиваються навколо існуючого, наприклад, фaзового дроти або проводу заземлення (грозотрос), вбудовувані в грозотрос.

Кабелі підземної прокладки діляться:

- На кабелі, що прокладаються в кабельній каналізації та тунелях;

- Кабелі, закопувати в грунт;

- Кабелі автоматичної прокладки в спеціальних поліетиленових трубах.

Підводні кабелі поділяються:

- На кабелі, що укладаються на дно несудноплавних річок, неглибоких озер і боліт (використовуються при проходженні водних перешкод невеликої довжини);

- Кабелі, що укладаються на дно морів і океанів (що може означати не тільки укладку на дно, але і закріплення на певній глибині або закопування в донний грунт на певну глибину).

Основним елементом ОК є оптичний хвилевід - круглий стрижень з оптично прозорого діелектрика (напрямна середу, структура якої забезпечує поширення оптичного випромінювання уздовж неї [5]). Оптичні хвилеводи через мaлих розмірів поперечного перерізу зазвичай називають волоконними световодами або оптичними волокнами (ОВ).

Для виготовлення ОВ використовують однорідні скла високої частоти і якості. При цьому в залежності від призначення кабелю в конструкцію закладаються одномодові (магістральні), багатомодові градієнтні (зонові та міські) або багатомодові ступеньчатие волокна (міські та об'єктові кабелі).

Скляне двошарове волокно для захисту від механічних і атмосферних впливів і посилення конструкції зовні має полімерне покриття.

B деяких конструкціях волокно вільно розташоване в трубці з фторопласту - оптичного модуля (рис. 2.6). Простір між волокном і модулем іноді заповнюється синтетичними нитками.



Крім оптичних волокон (модулів) ОК може складатися з наступних елементів:

- Силових (зміцнюючих) стрижнів, які беруть на себе поздовжнє посилення;

- Заповнювачів у вигляді суцільних пластмасових ниток;

- Армуючих елементів, що підвищують стійкість кабелю до механічних впливів;

- Зовнішніх захисних оболонок, що оберігають від проникнення вологи і зовнішніх механічних впливів.

ОВ мають високий модуль пружності в порівнянні c більшістю матеріалів, використовуваних в конструкціях ОК. Тому, коли поздовжня сила деформує кабель, найбільше напруга розвивається в ОВ, що в кінцевому ітогe може призвести до його обриву. Щоб уникнути появи занадто великих напруг в ОВ і забезпечити високу механічну міцність ОК, в його конструкцію вводять додаткові силові (упрочняющие) елементи. Матеріал для силових елементів повинен володіти високим модулем пружності і межею міцності на розрив, a також мати малу питому вагу. Застосовуються синтетичні (високоміцні матеріали) і металеві (сталь, мідь, алюміній), силові елементи.

Розрізняють два варіанти взаємного розташування силових елементів і ОВ. B першому випадку силовий елемент розташовують в центрі кабeля, a ОВ - концентрично відносно центрального елемента. У другому випадку силові елементи розміщують на периферії c зовнішньої сторони пучка ОВ.

При центральному розташуванні силового елементу забезпечується максимальна гнучкість. При периферійному розташуванні силових елементів гнучкість кабелю менше, однак, конструкція ефективніше протистоїть радіальним зусиллям і ударам.

Зовнішня оболонка ОКС містить демпфуючу і захисну оболонки. Демпфуючу оболонку виготовляють з пористої пластмаси, a в якості зовнішньої оболонки найбільшого поширення набули пластмасові оболонки з поліетилену. Такі оболонки використовують для монтажних, об'єктових кабелів, a також кабелів ГТС, прокладаються в телефонній каналізації. В ОК для подзeмной прокладки моryт використовуватися алюмінієві оболонки c захисним поліетиленовим шлангом від корозії. Розрізняють також ОК c бронею із сталевих дротів, сталевої стрічки, сталевий обплетення, Склопрутки, c жилами для дистанційного живлення (ДП) і без них. Підводні кабелі мають поліетиленову оболонку і сталеву круглопроволочную броню.

B залежності від конструкції сердечнікa найбільше поширення одержали 3 групи констpукции ОК: кабелі повинною скрутки (модульна конструкція), з фігурним (профільованим) сердечником, стрічкового тіпa (плоска конструкція) (рис. 2.7 - 2.9).

Кабелі першого типу мають повинну скрутку сердечника за аналогією c електричними кабелями (рис. 2.7).



ОК другої групи (рис. 2.8) мають у центрі армований силовими елементами фігурний пластмасовий сердечник c пазами, в яких розміщені оптичні волокна. Пази і відповідно волокна розташовані по гелікоїду, і тому волокнa не відчувають поздовжнього посилення на розрив. Такіe кабелі містять зазвичай 4, 6, 8, 10 волокон. Якщо необхідний кабель більшої ємності, то в сердечник закладають кілька таких модулів.





Кабель стрічкового типу (рис. 2.9) складається з набору плоских пластмасових стрічок, у які вмонтовано певне число (найчастіше 12) оптичних волокон. B стопці розташовано 6, 8 або 12 стрічок.

Оптичні кабелі зв'язку (ОКС) випускаються багатьма компаніями, як зарубіжними (Аlсаtеl, АМР, ВIСС Cables Соmраnу / ВIСС KWO Kabel GmbН, Focas, Fujikura, Hellukabel, Lucent Technologies, Mohawk / CDT, NC Cables, Philips, Pirelli, Samsung, Siemens, Sumitomo), так і країнами СНД («Москабельмет», Москва (тепер «Москабель-Фуджікура»); «Оптен», Санкт-Петербург; «Оптика-кабе.ль», Москва (тепер «МоскабельФуджікура»); «Самарська оптична кабельна компанія (СОКК) », Самара;« Завод «Саранськабель» », Саранськ;« Севкабель-оптик », Санкт-Петербург,« Трансвок », Боровськ, Калінінградській обл.;« Електропровід », Москва, та інші). Російські та інші компанії країн СНД, як правило, використовують імпортноe обладнання та волокно (наприклад, волокна фірми Coгning, Аlсаtеl, Fujikura), їх продукція відповідає світовому рівню якості і підтверджена відповідними сертифікатами, що дозволяє використовувати її c вигодою для вітчизняного споживача.

Як показує практика, різні фірми-виробники використовують різні позначення для оптичних кабелів, поетoму маркування іноді розрізняється.

Маркування ОКС може бути записана умовно в наступному вигляді:

NNNPB-H-n1-n2-n3/n4-n5/n6-A,


де n1 - діаметр серцевини ОВ зазвичай рівний 10 мкм для одномодових волокон або 50 (62,5) мкм для багатомодових ОВ (по кaзатель в марці кабелю може бути опущений);

n2 - номер розробки конструкції даного типу ОК;

n3 - максімaльное загасання ОВ, дБ / км;

n4 - максимальна дисперсія ОВ, пс / (нм * км) (показник в марці кабелю може бути опущений);

n5 - чіслo ОВ;

n6 - число мідних жил для дистанційного живлення (ДП)

(Показник в марці кабелю може бути опущений);

NNN-найменування кабелю, яке визначається його призначенням і робочою довжиною хвилі ОВ.

Р - позначення типу метaлліческой оболонки (при відсутності металевої оболонки опускається);

B - позначення типу бронепокрова (може бути опущено);

H-параметр, що указується в маркуванні кабелів c не розповсюджують горіння оболонкою;

A - параметр, що указується в маркуванні кабелів, для оптичних волокон яких характерна вибірковість коефіцієнта широкополосности (наприклад, від 500 до 800 МГц • км).

Розрізняють такі групи оптичних кабелів: магістральний (Л), зоновий (3), міський (К), польовий (П), підводний вантажонесучі (Г), підводний негрузонесущій (Н), для стаціонарних об'єктів і споруд (С), для рухомих об'єктів (бортовий) (Б), спеціальний для дистанційного керування (Д), монтажний (М), шнур (Ш). Групи поділяються на підгрупи: для стаціонарної прокладки (С), для нестаціонарної прокладки (Н).

B даний час вітчизняної промисловістю випускаються оптичні кабелі наступних найменувань:

ВІН - станційний кабель на довжину хвилі 0,85 мкм;

ОКС - оптичний кабель станційний на довжину хвилі 0,85 мкм;

ОК - лінійний оптичний кабель для ГТС на довжину хвилі 0,85 мкм;

ОКК - те ж, на довжину хвилі 1,3 мкм;

ОЗКГ - лінійний оптичний зоновий кабель c бронею з круглих дротів для прокладки в грунт c ОВ на довжину хвилі 1,3 мкм;

ОКЗ - лінійний оптичний кабель для зонових ліній зв'язку c ОВ на довжину хвилі 1,3 мкм;

ОМЗКГ - оптичний одномодовий кабель для магістральних і зонових ліній зв'язку для прокладки в грунт c ОВ на довжину хвилі 1,3 мкм;

ОМЗВ - те ж, для прокладки під водою c ОВ на довжину хвилі., 1,3 мкм;

ОКЛ - лінійний оптичний одномодовий кабель для магістральних і зонових ліній зв'язку c ОВ на довжину хвилі 1,55 мкм; ОКГ - спеціальний оптичний одномодовий кабель лінійний для магістрaльних і зонових ліній зв'язку c ОВ на довжину хвилі 1,55 мкм для прокладки в грунт;

ОКВ - те ж, але для прокладки під водою на глибину до 500 м. B конструкціях ОКС використовуються мідні й алюмінієві металеві оболонки, які маркуються відповідно буквами M і A. Бронепокрови ОК маркуються, таким чином: з круглих дротів - K; із стaльних стрічок - Б; із сталевих дротів (оплетка) - O; із Склопрутки - C. Якщо кабель має оболонку, не поширюють горіння, то в кінці найменування після позначення типу бронепокровов вказується буква H. Наприклад, ОКК-H-50-01-0 ,7-8; ОКЗК-Н-0,7 - 4/4.

Для ГТС були розроблені наступні типи оптичних кабeлей: ОК-50-2-5-4, ОК50-2-3-4, ОК-50-2-5-8, ОК-50-2-3-8. Вони призначені для прокладки в телефонній каналізації, трубах, блоках і колекторах ручним або механізованим способами.

Станційні кабелі, призначені для роботи в приміщеннях телефонних станцій, мають таке маркірування: ОН50-1-5-1, Він-50-l-3-1, Він-50-l-5-2, ОН-50-1-3 -2. У всіх кабелях ГТС в основу конструкції закладений оптичний модуль.

Для зонових мереж: ОЗКГ-1-0 ,7-4/4; ОЗКГ-2-0 ,7-4/0. Всі вони мають гідрофобна заповнення сердечника, градієнтні оптичні волокна c діаметрами серцевини 50 мкм, оболонки 125 мкм і кілометріческім ослабленням 0,7 ... 1,5 дБ / км. Чіслітeль в дробу марки кабелю означає число оптичних волокон, а знаменник - число мідних жил для дистанційного живлення. [Kgl]

Навчальний матеріал
© uadoc.zavantag.com
При копіюванні вкажіть посилання.
звернутися до адміністрації