Kuituoptinen siirtolinja

Kuituoptinen siirtojärjestelmä ( FOTS  - virallinen termi määritelty GOST R 54417-2011 [1] ), kuituoptinen viestintälinja ( FOCL  - vakiintunut nimi) - kuituoptinen järjestelmä, joka koostuu passiivisista ja aktiivisista elementeistä, suunniteltu tiedonsiirtoon optisella (yleensä lähellä infrapunaa ) alueella [2] .

Elements

Aktiiviset komponentit

• Regeneraattori  on laite, joka palauttaa optisen pulssin muodon, joka kuidun läpi eteneessään vääristyy. Regeneraattorit voivat olla sekä puhtaasti optisia että sähköisiä, jotka muuttavat optisen signaalin sähköiseksi, palauttavat sen ja muuntavat sen sitten takaisin optiseksi.
• Vahvistin  on laite, joka vahvistaa signaalin tehoa. Vahvistimet voivat olla myös optisia ja sähköisiä, jotka suorittavat optoelektronista ja sähköoptista signaalin muuntamista.
• Laser  on yksivärisen koherentin optisen säteilyn lähde. Suoramodulaatiojärjestelmissä, jotka ovat yleisimpiä, laser on myös modulaattori, joka muuntaa sähköisen signaalin suoraan optiseksi.
• Modulaattori  - laite, joka moduloi optista aaltoa, joka kuljettaa tietoa sähköisen signaalin lain mukaisesti. Useimmissa järjestelmissä tämä toiminto suoritetaan laserilla, mutta epäsuoralla modulaatiolla varustetuissa järjestelmissä tähän käytetään erillisiä laitteita.
• Valonilmaisin ( Photodiode ) on laite, joka suorittaa optoelektronisen signaalin muuntamisen.

Passiiviset komponentit

• Valokuitukaapeli , jonka valoa kuljettavat elementit ovat optisia kuituja . Kaapelin ulkovaippa voidaan valmistaa erilaisista materiaaleista: PVC, polyeteeni, polypropeeni, teflon ja muut materiaalit. Optisessa kaapelissa voi olla erilaisia ​​panssarityyppejä ja erityisiä suojakerroksia (esimerkiksi pienet lasineulat suojaamaan jyrsijöiltä).
• Optinen liitin  on laite, jota käytetään kahden tai useamman optisen kaapelin liittämiseen.
• Optinen risti  - laite, joka on suunniteltu päättämään optinen kaapeli ja kytkemään siihen aktiiviset laitteet.
• Multiplekseri / Demultiplekseri  - laaja luokka laitteita, jotka on suunniteltu yhdistämään ja erottamaan tietokanavia. Multiplekserit ja demultiplekserit voivat toimia sekä aika- että taajuusalueella, ne voivat olla sähköisiä ja optisia (järjestelmille, joissa on spektrijakoinen multipleksointi ).

Edut

Kuituoptisilla linjoilla on useita etuja langallisiin (kupari) ja radioreleen viestintäjärjestelmiin verrattuna:

• Alhainen signaalin vaimennus (0,15 dB/km kolmannessa läpinäkyvyysikkunassa ) mahdollistaa tiedon siirtämisen paljon pidemmälle ilman vahvistimia. FOCL-vahvistimet voidaan asentaa 40, 80 ja 120 kilometrin jälkeen päätelaiteluokasta riippuen.
• Optisen kuidun suuri kaistanleveys mahdollistaa tiedon siirron suurella nopeudella, jota muut viestintäjärjestelmät eivät voi saavuttaa.
• Optisen ympäristön korkea luotettavuus: optiset kuidut eivät hapetu, eivät kastu eivätkä ole alttiina heikkoille sähkömagneettisille vaikutuksille.
• Tietoturvallisuus - tieto välittyy valokuidun kautta "pisteestä pisteeseen" ja sitä voidaan salakuunnella tai muuttaa vain fyysisellä puuttumisella siirtolinjaan.
• Korkea suoja kuitujen välisiä vaikutuksia vastaan ​​- säteilysuojaustaso on yli 100 dB. Yhden kuidun säteily ei vaikuta viereisen kuidun signaaliin ollenkaan.
• Palo- ja räjähdysturvallisuus, kun fysikaalisia ja kemiallisia parametreja muutetaan
• Pienet mitat ja paino
• Verrattuna ulkokupariin - ei houkuttele metallikeräilijöille, erinomainen ukkosenkesto.

Haitat

• Optisen kuidun suhteellinen hauraus. Jos kaapeli on voimakkaasti taipunut, kuidut voivat katketa ​​tai sameaa mikrohalkeamien esiintymisen vuoksi, joten kaapelia asetettaessa on käytettävä optisen kaapelin valmistajan suosituksia (jossa erityisesti pienin sallittu taivutus säde on normalisoitu).
• Yhteyden monimutkaisuus katkon sattuessa.
• Hienostunut valmistustekniikka, sekä itse kuidut että FOCL-komponentit.
• Signaalin muuntamisen monimutkaisuus (liitäntälaitteissa).
• Optisten päätelaitteiden suhteellisen korkea hinta. Laitteet ovat kuitenkin absoluuttisesti kalliita. FOCL:n kustannus-kapasiteettisuhde on parempi kuin muiden järjestelmien.
• Säteilyaltistuksen aiheuttama kuidun sameneminen (jossa on kuitenkin seostettuja kuituja, joilla on korkea säteilynkestävyys [3] ).

Sovellus

Kuituoptisten linjojen edut ovat johtaneet niiden laajaan käyttöön eritasoisissa tietoliikenneverkoissa - mannertenvälisistä runkoverkoista yritysten ja kodin tietokoneverkkoihin.

Asennus

Kaapelin asennus

Tietoliikennelinjojen optinen kaapeli voidaan asentaa seuraavasti:

• Kaapelikanavassa tai kaapelin kerääjässä;
• Suoraan maahan - aiemmin valmistettuun kaivantoon tai kaapelikerroksen avulla ;
• Kaapelin ripustus - ilmaliikennelinja.
• Kaapelin asennus rakennuksessa - kaapeli voidaan asentaa sekä rakennuksen ulkopuolelle että sisälle
• Kaapeliripustus putkitelineisiin - asennettuna esimerkiksi rakennusten katoille

Jokaista tapausta varten valmistetaan erityisiä kaapeleita, jotka eroavat vaipan tyypistä, panssarista, sallitusta vetovoimasta ja muista parametreista.

Asennuskytkimet ja ristit

Optisten kaapeleiden liittämiseen käytetään optisia liittimiä , jotka ovat muovisäiliöitä, joiden sisällä on optisia kuituja pitävä levy .

Optinen risti on laite, jonka kautta kaapelin optiset kuidut yhdistetään standardiliittimillä. Risti on tehty metallisen (yleensä) laatikon muodossa, jonka ulkopaneelissa on optiset liittimet ja sisällä on liitoslevy. Ristikytkentäliittimet liitetään kaapelikuituihin letkuilla  - lyhyillä optisen kuidun palasilla liittimillä. Ristin sisäpuolella oleva letkuliitin kytkeytyy ristin ulompaan liittimeen ja toinen pää on hitsattu optisen kaapelin kuituun.

Optisia jakokoteloita voidaan valmistaa asennettavaksi tavalliseen 19 tuuman telineeseen, seinälle ja muihin malleihin. Ristit voivat avautua ilman purkamista tai ei.

Optisten kuitujen hitsaus suoritetaan puoliautomaattisessa tilassa erityisillä hitsauskoneilla.

Vuorovaikutus vahvan sähkömagneettisen säteilyn kanssa

Voimakas sähkömagneettinen säteily voi aiheuttaa kanavien välisiä häiriöitä HDWDM -järjestelmissä ja johtaa virheiden määrän kasvuun. Tämä ilmiö on tyypillinen rautatien telemaattisissa järjestelmissä , joissa FOL asetetaan kontaktiverkon tukiille ajolangan välittömään läheisyyteen. Virheitä ilmenee transienttien aikana, esimerkiksi oikosulun aikana . Tämä ilmiö selittyy Kerrin ja Faradayn vaikutuksilla .

Katso myös

• optinen kuitu
• Kuituoptinen viestintä
• PON (Passive Optical Communication Network)
• Runkoviestintäverkko
• Läpinäkyvä ikkuna kvartsikuitua
• viimeinen mailia
• Kevyt huippu
• DDM
• Optinen lähetin

Muistiinpanot

1. ↑ GOST R 54417-2011 Kuituoptisten siirtojärjestelmien komponentit. Termit ja määritelmät, GOST R, päivätty 27. syyskuuta 2011 nro 54417-2011 . docs.cntd.ru. Haettu 19. heinäkuuta 2018. Arkistoitu alkuperäisestä 19. heinäkuuta 2018. (määrätön)
2. ↑ Panfilov, 1991 , s. 201.
3. ↑ Säteilynkestävät yksimuotoiset optiset kuidut, joissa on kvartsiydin (pääsemätön linkki) . Haettu 24. lokakuuta 2013. Arkistoitu alkuperäisestä 29. lokakuuta 2013. (määrätön) 

Linkit

• Joustavia ratkaisuja "vahvalla" pohjalla / inavate.ru . (määrätön)
• Kuituoptiset viestintäjärjestelmät. Evoluutio  (venäjäksi)

Kirjallisuus

• Panfilov I.P., Dyrda V.E. Sähköisen viestinnän teoria. - M . : Radio ja viestintä, 1991. - 344 s.