Реферат: Реконструкция волоконно-оптической линии связи

Содержание

 TOC h z «Заголовок 3;4; Заголовок4;1; Заголовок 31;6» Введение. PAGEREF _Toc43689929 h 4

Обоснованиереконструкции магистральной ВОЛС… PAGEREF _Toc43689930 h 6

Глава 1.Основные принципы цифровой системы передачи STM-64. PAGEREF _Toc43689931 h 7

1.1. Основысинхронной цифровой иерархии. PAGEREF _Toc43689932 h 7

1.2. Методымультиплексирования информационных потоков. PAGEREF _Toc43689933 h 10

1.2.1. Методвременного мультиплексирования (ТDМ)PAGEREF _Toc43689934 h 10

1.2.2. Методчастотного уплотнения (FDM)PAGEREF _Toc43689935 h 11

1.2.3.Уплотнение по поляризации (PDM)PAGEREF _Toc43689936 h 11

1.2.4.Многоволновое мультиплексирование оптических несущих (WDM)PAGEREF _Toc43689937 h 12

Глава 2.Основные сведения о ВОЛС… PAGEREF_Toc43689938 h 15

2.1.Волоконно-оптические кабели. PAGEREF _Toc43689939 h 18

2.1.1.Соединение оптических волокон. PAGEREF _Toc43689940 h 19

2.2.Оптическое волокно. Общие положения. PAGEREF _Toc43689941 h 20

2.3.Распространение световых лучей в оптических волокнах. PAGEREF _Toc43689942 h 21

2.4. Моды,распространяющиеся в оптических волноводах. PAGEREF _Toc43689943 h 22

2.5.Одномодовые оптические волокна. PAGEREF _Toc43689944 h 25

2.6.Константа распространения и фазовая скорость. PAGEREF _Toc43689945 h 28

Глава 3.Процессы, происходящие в оптическом волокне, и их влияние на скорость идальность передачи информации. PAGEREF _Toc43689946 h 31

3.1.Затухание оптического волокна. PAGEREF _Toc43689947 h 31

3.2.Дисперсия. PAGEREF _Toc43689948 h 34

3.3.Распространение световых импульсов в среде с дисперсией. PAGEREF _Toc43689949 h 38

3.3.1.Физическая природа хроматической дисперсии. PAGEREF _Toc43689950 h 43

3.3.2. Влияниехроматической дисперсии  на работу системсвязи. PAGEREF _Toc43689951 h 44

3.4.Поляризационная модовая дисперсия. PAGEREF _Toc43689952 h 44

3.4.1.Природа поляризационных эффектов в одномодовом оптическом  волокне. PAGEREF _Toc43689953 h 45

3.4.2.Контроль PMD в процессе эксплуатации ВОСП.PAGEREF _Toc43689954 h 50

Глава 4.Методы компенсации хроматической дисперсии. PAGEREF _Toc43689955 h 51

4.1. Обзорметодов компенсации дисперсии. PAGEREF _Toc43689956 h 51

4.1.1.Оптическое волокно, компенсирующее дисперсию.PAGEREF _Toc43689957 h 53

4.1.2.Компенсаторы на основе брэгговских решеток с переменным периодом.PAGEREF _Toc43689958 h 55

4.1.3.Компенсаторы  хроматической  дисперсии на основе планарных интерферометров и микро-оптических устройств.PAGEREF _Toc43689959 h 58

4.1.4.Способы  компенсации  дисперсии, основанные   на управлениипередатчиком  или приемником излучения.PAGEREF _Toc43689960 h 60

Глава 5.Расчет технических характеристик магистральной ВОЛС… PAGEREF _Toc43689961 h 62

5.1.Паспортные технические данные приемопередающего оборудования и ВОК,используемые при расчетах дисперсии и затухания. PAGEREF _Toc43689962 h 62

5.2. Расчетдисперсии ВОЛС… PAGEREF _Toc43689963 h 63

5.2.1. Расчетполяризационной модовой дисперсии. PAGEREF _Toc43689964 h 64

5.2.2. Расчетхроматической дисперсии. PAGEREF_Toc43689965 h 64

5.3. Расчетэнергетического бюджета. PAGEREF_Toc43689966 h 66

5.4. Расчетлинии связи с учетом компенсации дисперсии. PAGEREF _Toc43689967 h 66

Заключение. PAGEREF _Toc43689968 h 69

Списокиспользованных источников информации. PAGEREF _Toc43689969 h 71

Списокпринятых сокращений. PAGEREF _Toc43689970 h 72

Приложение
Введение

Мир телекоммуникаций и передачи данныхсталкивается с динамично растущим спросом на частотные ресурсы. Эта тенденция восновном связана с увеличением числа пользователей Internet и также с растущимвзаимодействием международных операторов и увеличением объемов передаваемойинформации. Полоса пропускания в расчете на одного пользователя стремительноувеличивается. Поэтому поставщики средств связи при построении современныхинформационных сетей используют волоконно-оптические кабельные системы наиболеечасто. Это касается как построения протяженных телекоммуникационныхмагистралей, так и локальных вычислительных сетей. Оптическое волокно (ОВ) в настоящеевремя считается самой совершенной физической средой для передачи информации, атакже самой перспективной средой для передачи больших потоков информации назначительные расстояния. Сегодня волоконная оптика находит применениепрактически во всех задачах, связанных с передачей информации.

Широкомасштабное использованиеволоконно-оптических линий связи (ВОЛС) началось примерно 40 лет назад, когдапрогресс в технологии изготовления волокна позволил строить линии большойпротяженности. Сейчас объемы инсталляций ВОЛС значительно возросли. Вмежрегиональном масштабе следует выделить строительство волоконно-оптическихсетей синхронной цифровой иерархии (SDH). Стремительно входят в нашу жизньволоконно-оптические интерфейсы в локальных и региональных сетях Ethernet,FDDI, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, ATM.

В настоящее время по всему миру поставщикиуслуг связи прокладывают за год десятки тысяч километров волоконно-оптическихкабелей под землей, по дну океанов, рек, на ЛЭП, в тоннелях и коллекторах.Множество компаний, в том числе крупнейшие: IBM, Lucent Technologies, Nortel,Corning, Alcoa Fujikura, Siemens, Pirelli ведут интенсивные исследования вобласти волоконно-оптических технологий. К числу наиболее прогрессивных можноотнести технологию сверхплотного волнового мультиплексирования по длине волныDWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing), позволяющую значительноувеличить пропускную способность существующих волоконно-оптических магистралей.

Область возможных применений ВОЛС весьмаширока — от линии городской и сельской связи и бортовых комплексов (самолеты,ракеты, корабли) до систем связи на большие расстояния с высокой информационнойемкостью. На основе оптической волоконной связи могут быть созданыпринципиально новые системы передачи информации. На базе ВОЛС развиваетсяединая интегральная сеть многоцелевого назначения. Весьма перспективноприменение волоконно-оптических систем в кабельном телевидении, котороеобеспечивает высокое качество изображения и существенно расширяет возможностиинформационного обслуживания абонентов.

Многоканальные ВОСП широкоиспользуются  на магистральных и зоновыхсетях связи страны, а также для устройства соединительных линий междугородскими АТС. Объясняется это тем, что по одному ОВ может одновременно распространятьсямного информационных сигналов на разных длинах волн, т.е. по оптическим кабелям(ОК) можно передавать очень большой объем информации. Особенно эффективны иэкономичны подводные оптические магистрали.

В волоконно-оптических линиях связи (ВОЛС)цифровые системы передачи нашли самое широкое распространение как наиболееприемлемые по своим физическим принципам для передачи.

На основе ОК создаются локальныевычислительные сети различной топологии (кольцевые, звездные и др.). Такие сетипозволяют объединять вычислительные центры в единую информационную систему сбольшой пропускной способностью, повышенным качеством и защищенностью отнесанкционированного допуска.

Легкость, малогабаритность,невоспламеняемость ОК сделали их весьма полезными для монтажа и оборудованиялетательных аппаратов, судов и других мобильных устройств.

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»; mso-fareast-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language: RU;mso-bidi-language:AR-SA">
Обоснование реконструкциимагистральной ВОЛС

На участке Тюмень — Ялуторовск проложенволоконно-оптический кабель FujikuraOGNMLJFLAP-WAZE  SM·10/125x8C тип 3, по которомуосуществляется работа цифровой системы передачи (ЦСП) STM-4, обеспечивающей передачуинформации со скоростью 622,08 Мбит/с.

Используемая в настоящее время ЦСП неудовлетворяет растущим потребностям клиентов в пропускной способностиволоконно-оптической линии связи. Так как объем передаваемой информациипостоянно возрастает, необходимо увеличить скорость передачи сигналов по ВОЛСпутем реконструкции, которая заключается в замене приемопередающегооборудования ЦСП STM-4на STM-64.

Перед исполнителем дипломной работыпоставлены следующие задачи:

-<span Times New Roman"">          

-<span Times New Roman"">          

STM-64 по существующеймагистральной ВОЛС Тюмень-Ялуторовск;

-<span Times New Roman"">          

<span Times New Roman",«serif»; mso-fareast-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language: RU;mso-bidi-language:AR-SA">
Глава 1. Основные принципыцифровой системы передачи STM-641.1. Основы синхроннойцифровой иерархии

Структура первичной сети предопределяетобъединение и разделение потоков передаваемой информации, поэтому используемыена ней системы передачи строятся по иерархическому принципу.Применительно к цифровым системам этот принцип заключается в том, что числоканалов ЦСП, соответствующее данной ступени иерархии, больше числа каналов ЦСПпредыдущей ступени в целое число раз.

Аналоговые системы передачи с ЧРК такжестроятся по иерархическому принципу, но в отличие от ЦСП для них ступенямииерархии являются не сами системы передачи, а типовые группы каналов.

Цифровая система передачи, соответствующаяпервой ступени иерархии, называется первичной; в этой ЦСП осуществляетсяпрямое преобразование относительно небольшого числа первичных сигналов впервичный цифровой поток. Системы передачи второй ступени иерархии объединяютопределенное число первичных потоков во вторичный цифровой поток и т.д.

В рекомендациях МСЭ-Т представлено дватипа иерархий ЦСП: плезиохронная цифровая иерархия PDH и синхронная цифровая иерархия SDH. Первичным сигналом длявсех типов ЦСП является цифровой поток со скоростью передачи 64 кбит/с,называемым основным цифровым каналом (ОЦК). Для объединениясигналов ОЦК в групповые высокоскоростные цифровые сигналы используется принципвременного разделения каналов.

Новые технологии телекоммуникаций сталиразвиваться в связи с переходом от аналоговых к циф­ровым методам передачиданных, основанных на импульсно-кодовой модуляции (ИКМ) и мультиплексировании с временнымразделе­нием каналов. В плезиохронной цифровой иерархии PDH мультиплексор самвыравнивает скорости входных потоков путем добавления нужного числавыравнивающих бит в каналы с меньшими скоростями передачи. Отсюда следовалинедостатки PDH — невозможность вывода потока с меньшей скоростью из потока с большей скоростьюпередачи без полного демультиплексирования этого потока и удалениявыравнивающих бит. Недостатки PDHвызвали необходимость в разработке синхронной цифровой иерархии SDH, которая позволилавводить/выводить входные потоки без необходимости проводить их сборку/разборкуи  систематизировать иерархический рядскоростей передачи [1].

SDH имеет следующие преимущества перед PDH:

-<span Times New Roman"">          

вызванное возможностьювводить/выводить цифровые потоки без их сборки или разборки как в PDH;

-<span Times New Roman"">          

- сеть ис­пользуетволоконно-оптические кабели (BOК),передача по которым практически не подвержена действию электромагнитных помех;

-<span Times New Roman"">          

— этот сервис теперь может бытьпредоставлен в считанные секунды путем переключения на другой (широкополосный)канал;

-<span Times New Roman"">          

— факт,обусловленный использованием виртуаль­ных контейнеров для передачи трафика,сформированного другими технологиями, включая самые современные технологии FrameRelay, ISDN и ATM;

-<span Times New Roman"">          

— технологияиспользуется для создания глобаль­ных сетей или глобальной магистрали и для корпоративнойсети, объединяющей десятки локаль­ных сетей;

-<span Times New Roman"">          

— приналичии универсальной стойки для размещения аппарату­ры переход на следующуюболее высокую скорость иерархии можно осуществить просто вынув одну группуфункциональных блоков и вставив новую (рассчитанную на большую скорость) группублоков.

SDH позволяет организовать универсальную транспортную систему,охватывающую все участки сети и выполняющую функции как передачи информации,так и контроля и управления. Она рассчитана на транспортирование всех сигналов PDH, а также всех действующихи перспективных служб, в том числе и широкополосной цифровой сети с интеграциейслужб (ISDN), использующей асинхронный способ переноса (АТМ).

Линейные сигналы SDH организованы в так называемые синхронныетранспортные модули STM (Synchronous Transport Module) (Табл. 1.1). Первыйиз них — STM-1 — соответствует скорости передачи информации 155 Мбит/с. Каждыйпоследующий имеет скорость в 4 раза большую, чем предыдущий, и образуетсяпобайтным синхронным мультиплексированием. В настоящее время эксплуатируютсяили раз­рабатываются SDHсистемы со скоростями, соответствующими окончательной версии SDHиерар­хии: STM-1, STM-4, STM-16, STM-64, STM-256 или 155,52, 622,08, 2488,32,9953,28, 39813,12 Мбит/с. Три первых уровня (называемых по-старому первым,четвертым и шестнадцатым) были стандартизованы в последней версии ITU-TRec.G.707 [2].

Таблица 1.1.

Уровень

Модуль

Скорость передачи

1

STM-1

155,52Мбит/с

4

STM-4

622,08Мбит/с

16

STM-16

2488,32 Мбит/с

64

STM-64

9953,28 Мбит/с

256

STM-256

39813,12 Мбит/с

Мультиплексирование STM-1 в STM-N или STM-N в STM-4*N осуществляется непосредственно по схеме: <img src="/cache/referats/15212/image002.gif" v:shapes="_x0000_i1025">  приводит к уменьшению длительности импульсногосигнала. Т.к. при распространении по ОВ происходит «размывание» (см. п. 3.2.) и«наплывание» импульсов друг на друга, при слишком длинной ВОЛС приемник излучения уже не может распознатьотдельные импульсы. В результате усиливаются требования к ВОЛС по дисперсии,которая и определяет увеличение длительности.

1.2. Методымультиплексирования информационных потоков

Существует несколько способов увеличенияпропускной способности систем передачи информации. Большинство из них сводитсяк одному из методов уплотнения компонентных информационных потоков в одингрупповой, который передается по линии связи. Поскольку большинство из методовуплотнения находит широкое применение в современных системах связи, рассмотримкаждый из них.

1.2.1. Методвременного мультиплексирования (ТDМ)

В настоящее время метод временногоуплотнения информационных потоков (TDM — Time Division Multiplexing) являетсянаиболее распространенным. Он применяется при передаче информации в цифровомвиде. Суть его состоит в следующем. Процесс передачи разбивается на рядвременных циклов, каждый из которых в свою очередь разбивается на Nсубциклов, где N — число уплотняемых потоков (или каналов). Каждыйсубцикл подразделяется на временные позиции, т.е. временные интервалы, втечение которых передается часть информации одного из цифровыхмультиплексируемых потоков. Кроме того, некоторое число позиций отводится дляидентификационных синхроимпульсов, вставок и цифрового потока служебной связи.

Метод временного уплотнения подразделяетсяна два вида — асинхронное или плезиохронное, временное мультиплексирование(PDH, ATM) и синхронное временное мультиплексирование (SDH). Современныетехнологии позволяют обеспечить скорость передачи группового сигнала 10 Гбит/с(STM-64). Несколько лет назад считалось, что это предел для электронныхустройств мультиплексирования. Однако, благодаря развитию новых электронныхтехнологий (полупроводниковые структуры на основе арсенида галлия,микровакуумных элементов) уже созданы лабораторные образцы электронныхмультиплексоров для скорости 40 Гбит/с (STM-256), подготовленные для серийногопромышленного производства [3]. Научные исследования в этой областипродолжаются с целью дальнейшего увеличения скорости передачи.

1.2.2. Методчастотного уплотнения (FDM)

При частотном методе мультиплексирования(FDM — Frequency Division Multiplexing) каждый информационный поток передаетсяпо физическому каналу на соответствующей частоте — поднесущей ƒпн.Если в качестве физического канала выступает оптическое излучение — оптическаянесущая, то она модулируется по интенсивности групповым информационнымсигналом, спектр которого состоит из ряда частот поднесущих, количество которыхравно числу компонентных информационных потоков. Частота поднесущей каждогоканала выбирается исходя из условия ƒпн ≥ 10ƒвчп,где ƒпн — частота поднесущей, ƒвчп— верхняя частота спектра информационного потока. Частотный интервал междуподнесущими Δƒпн выбирается из условия Δƒпн≥ ƒвчп.

На приемной стороне оптическая несущаяпопадает на фотодетектор, на нагрузке которого выделяется электрическийгрупповой поток, поступающий после усиления в широкополосном усилителе приемана входы узкополосных фильтров, центральная частота пропускания которых равнаодной из поднесущих частот [3].

В качестве компонентных потоков могут выступатькак цифровые, так и аналоговые сигналы, В настоящее время в кабельных системахпередачи частотное уплотнение применяется в многоканальном кабельномтелевидении, где для этой цели отведен диапазон частот 47 — 860 МГц, т.е. какметровый, так и дециметровый диапазоны ТВ.

1.2.3. Уплотнениепо поляризации (PDM)

Уплотнение потоков информации с помощьюоптических несущих, имеющих линейную поляризацию, называется уплотнением пополяризации (PDM — Polarization Division Multiplexing). При этом плоскость поляризациикаждой несущей должна быть расположена под своим углом. Мультиплексированиеосуществляется с помощью специальных оптических призм, например, призмы Рошона.Поляризационное мультиплексирование возможно только тогда, когда в среде передачи отсутствует оптическаяанизотропия, т.е. волокно не должно иметь локальных неоднородностей и изгибов.Это одна из причин весьма ограниченного применения данного метода уплотнения. Вчастности, он применяется в оптических изоляторах, а также в оптическихволоконных усилителях, которые используются в устройствах накачки эрбиевоговолокна для сложения излучения накачки двух лазеров, излучение которых имеетвыраженную поляризацию в виде вытянутого эллипса [3].

1.2.4. Многоволновое мультиплексирование  оптических несущих (WDM)

Решение задачи дальнейшего ростапропускной способности ВОСП путем увеличения скорости передачи при помощи TDMограничивается не только технологическими сложностями при электронном временномуплотнении, но и ограничениями, вызванными временной (хроматической) дисперсиейоптических импульсов в процессе их распространения в ОВ. Это наглядно видно изсопоставления допустимых величин хроматической дисперсии для систем передачиSTM-16 и STM-64 соответственно: 10500 пс/нм и 1600 пс/нм и поляризационной модовойдисперсии — 40 пс и 10 пс.

Указанная выше задача успешно решается спомощью оптического мультиплексирования с разделением по длинам волн — WDM(Wavelength Division Multiplexing). Суть этого метода состоит в том, что mинформационных цифровых потоков, переносимых каждый на своей оптической несущейна длине волны λm и разнесенных в пространстве, спомощью специальных устройств — оптических мультиплексоров (ОМ) — объединяютсяв один оптический поток λ1..λm,после чего он вводится в оптическое волокно. На приемной стороне производитсяобратная операция демультиплексирования. Примерная структурная схема такойсистемы с WDM представлена на рис. 1.1.

Оптические параметры систем WDMрегламентируются рекомендациями, в которых определены длины волн и оптическиечастоты для каждого канала. Согласно этим рекомендациям, многоволновые системыпередачи работают в 3-ем окне прозрачности ОВ, т.е. в диапазоне длин волн1530-1565 нм. Для этого установлен стандарт длин волн, представляющий собойсетку оптических частот, в которой расписаны регламентированные значенияоптических частот в диапазоне 196,1-192,1 ТГц с интервалами 100 ГГц и длиныволн — 1528,77-1560,61 нм с интервалом 0,8 нм. Стандарт состоит из 41 длиныволны, т.е. рассчитан на 41 спектральный канал. Но на практике используется 39каналов из представленной сетки частот, поскольку два крайних не используются,так как они находятся на склонах частотной характеристики оптическихусилителей, применяемых в системах WDM.

Рис. 1.1. Простейшая структурная схемасистемы передачи WDM.

<img src="/cache/referats/15212/image004.jpg" v:shapes="_x0000_s1069">

В последнее время установилась четкаятенденция уменьшения частотного интервала между спектральными каналами до 50ГГц и даже до 25 ГГц, что приводит к более плотному расположению спектральныхканалов в отведенном диапазоне длин волн (1530-1565 нм). Такое уплотнениеполучило название DWDM. Очевидно, что DWDM вызвано стремлением увеличитьколичество передаваемых каналов. Отметим также, что в настоящее времяаббревиатура DWDM закрепилась и для систем с многоволновым уплотнением, укоторых частотный интервал между каналами равен 100 ГГц.

В настоящее время в оборудовании системсвязи с DWDM, рассчитанных для передачи до 32-х каналов, ряд фирм применяетдлину волны 1510 нм, а некоторые — 1625 нм. Но с увеличением количествапередаваемых каналов до 128 и более возникает необходимость освоения болеедлинноволновой части оптического спектра, в частности L-диапазона (или 4-е окнопрозрачности ОВ), в который будет входить длина волны 1625 нм.

Создание систем передачи DWDM потребовалоразработки целого ряда как активных, так и пассивных квантовых и оптическихэлементов и устройств с высокостабильными параметрами. Сюда относятсяполупроводниковые лазеры с узкой спектральной шириной линии излучения (менее0,05 нм) при стабильности не хуже ± 0,04 нм. Волоконно-оптические усилителидолжны иметь стабильный коэффициент усиления, малую неравномерностькоэффициента усиления, (< ± 0,5 дБ) во всем спектральном диапазоне усиленияи ряд других характеристик. Среди пассивных элементов наиболее ответственнымиявляются оптические мультиплексоры/ демультиплексоры для большого количестваканалов при работе в одном окне прозрачности (1530-1565 нм). Расстройка подлине волны этих элементов не должна превышать 0,05 нм. Такая стабильностьобеспечивается жесткой температурной стабилизацией этих элементов с точностьюне хуже ± 1°С. Все это резко повышает стоимость систем DWDM.

<span Times New Roman",«serif»; mso-fareast-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language: RU;mso-bidi-language:AR-SA">
Глава 2. Основные сведенияо ВОЛС

В волоконно-оптических системах передачи(ВОСП) информация передается электромагнитными волнами высокой частоты, около200 ТГц, что соответствует ближнему инфракрасному диапазону оптического спектра1500 нм. Волноводом, переносящим информационные сигналы в ВОСП, являетсяоптическое волокно (ОВ), которое обладает важной способностью передаватьсветовое излучение на большие расстояния с малыми потерями. Потери в ОВколичественно характеризуются затуханием. Скорость и дальность передачиинформации определяются искажением оптических сигналов из-за дисперсии изатухания. Волоконно-оптическая сеть — это информационная сеть, связую­щимиэлементами между узлами которой являются волоконно-оптические линии связи.Технологии волоконно-оптических сетей помимо вопросов волоконной оптикиохватывают также вопросы, касающиеся электронного передающего оборудования, егостандартизации, протоколов передачи, вопросы топологии сети и общие вопросыпостроения сетей.

Оптическое волокно в настоящее времясчитается самой совершенной физической средой для передачи информации, а такжесамой перспективной средой для передачи больших потоков информации назначительные расстояния. Основания так считать вытекают из ряда особенностей,присущих оптическим волноводам:

-<span Times New Roman"">          

<img src="/cache/referats/15212/image006.gif" v:shapes="_x0000_i1026"><img src="/cache/referats/15212/image008.gif" v:shapes="_x0000_i1027">

-<span Times New Roman"">          

-<span Times New Roman"">          

-<span Times New Roman"">          

-<span Times New Roman"">          

В оптической системе они электрически полностью изолированыдруг от друга, и многие проблемы, связанные с заземлением и снятиемпотенциалов, которые до сих пор возникали при соединении электрических кабелей,теряют свою актуальность.Применяяособо прочный пластик, на кабельных заводах изготавливают самонесущие подвесныекабели, не содержащие металла и тем самым безопасные в электрическом отношении.Такие кабели можно монтировать на мачтах существующих линий электропередач, какотдельно, так и встроенные в фазовый провод, экономя значительные средства напрокладку кабеля через реки и другие преграды;

-<span Times New Roman"">          

-<span Times New Roman"">          

Носуществуют также некоторые недостатки волоконно-оптических технологий:

-<span Times New Roman"">          

-<span Times New Roman"">          

Как следствие, при аварии (обрыве)оптического кабеля затраты на восстановление выше, чем при работе с меднымикабелями.

Преимущества от примененияволоконно-оптических линий связи (ВОЛС) настолько значительны, что, несмотря,на перечисленные недостатки оптического волокна, эти линии связи все ширеиспользуются для передачи информации.

2.1. Волоконно-оптическиекабели

Одним из важнейших компонентов ВОЛСявляется волоконно-оптический кабель (ВОК).

Определяющими параметрами при производствеВОК являются условия эксплуатации и пропускная способность линии связи.

По условиям эксплуатации кабелиподразделяют на:

-<span Times New Roman"">          

-<span Times New Roman"">          

-<span Times New Roman"">          

-<span Times New Roman"">          

Первые два типа кабелей предназначены дляпрокладки внутри зданий и сооружений. Они компактны, легки и, как правило,имеют небольшую строительную длину.

Кабели последних двух типов предназначеныдля прокладки в колодцах кабельных коммуникаций, в грунте, на опорах вдоль ЛЭП,под водой. Эти кабели имеют защиту от внешних воздействий и строительную длинуболее двух километров.

Для обеспечения большой пропускнойспособности линии связи производятся ВОК, содержащие небольшое число (до 8)одномодовых волокон с малым затуханием, а кабели для распределительных сетеймогут содержать до 144 волокон как одномодовых, так и многомодовых, взависимости от расстояний между сегментами сети.

При изготовлении ВОК в основном используютсядва подхода:

-<span Times New Roman"">          

-<span Times New Roman"">          

По видам конструкций различают кабелиповивной скрутки, пучковой скрутки, кабели с профильным сердечником, а такжеленточные кабели. Существуют многочисленные комбинации конструкций ВОК, которыев сочетании с большим ассортиментом применяемых материалов позволяют выбратьисполнение кабеля, наилучшим образом удовлетворяющее всем условиям проекта, втом числе — стоимостным.

Особый класс образуют кабели, встроенные вгрозозащитный трос (оптические волокна укладываются в стальные трубки, которыезаменяют провод заземления), используемые для подвески на опорах воздушныхлиний электропередачи [4]. Такие кабели характеризуются способностью выдерживатьвысокие механические и электрические нагрузки, обладают высокоймолниестойкостью и высокой стойкостью к вибрации, и предназначены длясоединения электростанций и станций управления, используя действующиевысоковольтные линии.

2.1.1. Соединениеоптических волокон<span Times New Roman";font-weight:normal">

Развитие волоконно-оптическихтелекоммуникационных технологий в основном определяется качествомволоконно-оптических кабелей (ВОК) на многомодовых и одномодовых оптическихволокнах, изготовленных методом покрытия кварцевой жилы полимерными иликварцевыми материалами. Некоторые из этих волокон в настоящее время по рядухарактеристик приблизились к предельно возможным показателям. Так, одномодовоеволокно с рабочей длиной волны 1,55 мкм практически достигло предела позатуханию, равного 0,154 дБ/км. Это позволило в настоящее время строитьрегенерационные участки длиной до 200 км и более, снижая тем самым затраты настроительство волоконно-оптических линий связи. Однако ввиду естественныхограничений производить волокна таких длин не представляется возможным. Поэтомуосуществляют соединение оптических волокон, называя участок между соединениямистроительной длиной. Снижение коэффициента затухания оптического волокнаобуславливает ужесточение требований к качеству соединений. Это объясняется тем,что число таких соединений, как правило, достаточно велико. Иные требованияпредъявляются к устройствам соединения волоконно-оптических кабелей,предназначенных для локальных сетей, имеющих небольшие длины участков. Данныеустройства должны быть компактными, допускать многоразовое соединение иотличаться простотой выполнения соединения [5].

2.2. Оптическое волокно.Общие положения

Важнейший из компонентов ВОЛС — оптическоеволокно. Для передачи сигналов применяются два вида волокна: одномодовое имногомодовое. Свое название волокна получили от способа распространения в нихизлучения.

Оптическое волокно (рис.2.1) состоитиз сердцевины, по кото­рой происходитраспространение световых волн, иоболочки, предназначенной, с од­ной стороны, для создания лучших усло­вийотражения на границе раздела«серд­цевина — оболочка», а с другой — для снижения излучения энергии в окружаю­щеепространство. С целью повышения прочности и тем самым надежности волок­на поверх оболочки, как правило, накла­дываютсязащитные упрочня