Волоконно-оптические линии связи

⇐ ПредыдущаяСтр 34 из 51Следующая ⇒

BOJIC — это линия передачи, в которой информация передается по оптическим диэлектрическим волноводам, называемым «оптическим волокном». Использование BOJ1C имеет целый ряд преимуществ по сравнению с передачей информации по металлическому кабелю. Эти преимущества вытекают из особенностей распространения сигнала в оптическом волокне.

Преимущества BOJIC

- Широкая полоса пропускания.

- Малое затухание светового сигнала в волокне. Вместе с небольшой дисперсией это позволяет строить участки линий без ретрансляции протяженностью 100 км и более.

- Низкий уровень шумов в ВОК, позволяющий увеличить полосу пропускания.

- Высокая помехозащищенность. Поскольку волокно изготовлено из диэлектрического материала, оно невосприимчиво к электромагнитным помехам со стороны окружающих металлических кабельных систем и электрического оборудования, способного индуцировать электромагнитное излучение.

- Малый вес и объем по сравнению с металлическими кабелями.

- Хорошая защищенность от несанкционированного доступа. Поскольку ВОК не излучает энергии в радиодиапазоне, то затруднен несанкционированный доступ к передаваемой информации без нарушения ее параметров, которые контролируются постоянно.

- Гальваническая развязка элементов сети.

- Взрыво- и пожаробезопасность. Из-за отсутствия искрообразования оптическое волокно повышает безопасность сети при обслуживании технологических процессов повышенного риска.

- Экономичность. Волокно изготовлено из материала, основу которого составляет двуокись кремния — широко распространенное и поэтому недорогое вещество, в отличие от меди.

Недостатки BOJIC

- Со временем волокно деградирует. Однако, благодаря совершенству современных технологий производства оптических волокон, этот процесс значительно замедлен, и срок службы ВОК составляет примерно 25 лет.

- В некоторых случаях требуется удаленное электропитание узла информационной сети. Оптическое волокно не способно выполнять функции силового кабеля.

- Стоимость работ по монтажу, тестированию и обслуживанию BOJIC пока еще остается высокой.

- Необходимость специальной защиты волокна. Стекло как материал выдерживает колоссальные нагрузки с пределом прочности на разрыв выше 1ГПа (109 Н/м2). Это, казалось бы, означает, что волокно с диаметром 125 мкм выдержит вес гири в 1 кг. К сожалению, на практике это не достигается. Причина в том, что оптическое волокно, каким бы совершенным оно ни было, имеет микротрещины, которые инициируют разрыв. Для повышения надежности оптическое волокно при изготовлении покрывают специальной полимерной оболочкой, а сам оптический кабель упрочняют, например, нитями на основе кевлара (неметаллический материал, выдерживающий большие нагрузки на растяжение). Если требуется удовлетворить еще более жестким условиям на разрыв, кабель может упрочняться стальным тросом или стеклопластиковыми стержнями. Но все это приводит к увеличению стоимости оптического кабеля.

Несмотря на перечисленные недостатки оптического волокна, дальнейшие перспективы развития технологии BOJTC в информационных сетях более чем очевидны.

Типовая схема системы связи, использующей BOJIC, показана на рис. 15.3. Аналоговый сигнал, генерируемый оконечным оборудованием данных, например, телефоном, терминалом и т.д., поступает в аналого-цифровой преобразователь (кодер), который преобразует его в бинарный цифровой поток. Цифровой поток используется для модуляции в оптическом передатчике, который передает серию оптических импульсов в волоконно-оптический кабель. На приемной стороне импульсы света преобразуются обратно в электрический сигнал при помощи оптического приемника. Декодерная часть коммуникационной системы преобразует бинарный электрический поток обратно в аналоговый сигнал Обычно кодеры и декодеры, а также оптические приемники и передатчики совмещаются в одном устройстве, так что образуется двунаправленный канал связи.

Типы оптических волокон. Оптические волокна изготавливают разными способами, обеспечивают передачу оптического излучения на разных длинах волн, имеют различные характеристики и выполняют разные задачи.

Все оптические волокна делятся на две основные группы: многомодовые и одномодовые. Многомодовые волокна подразделяются на ступенчатые и градиентные. Одномодовые волокна подразделяются на ступенчатые одномодовые, или стандартные волокна, на волокна со смещенной дисперсией и на волокна с ненулевой смещенной дисперсией. Каждое волокно состоит из сердцевины и оболочки с разными показателями преломления. Сердцевина, по которой происходит распространение светового сигнала, изготавливается из материала большим коэффициентом плотности. При обозначении волокна указываются через дробь значения диаметров сердцевины и оболочки. Волокна отличаются диаметром сердцевины и оболочки, а также профилем показателя преломления сердцевины. У многомодового градиентного волокна и одномодового волокна со смещенной дисперсией показатель преломления сердцевины зависит от радиуса. Такой более сложный профиль делается для улучшения технических характеристик или для достижения специальных характеристик волокна.

Одномодовое волокно имеет значительно меньший диаметр сердцевины по сравнению с многомодовым и, как следствие, из-за отсутствия межмодовой дисперсии, более высокую пропускную способность. Однако оно требует использования более дорогих лазерных передатчиков.

В BOJIC наиболее широко используются следующие стандарты волокон:

- многомодовое градиентное волокно 50/125;

- многомодовое градиентное волокно 62, 5/125;

- одномодовое ступенчатое волокно SF (волокно с несмещенной дисперсией или стандартное волокно) 8... 10/125;

- одномодовое волокно со смещенной дисперсией DSF 8...10/125;

- одномодовое волокно с ненулевой смещенной дисперсией NZDSF.

Волоконно-оптические кабели, используемые при строительстве BOJIC на грузонапряженных участках, где проходят магистральные и дорожные линии связи, должны иметь не менее 16 волокон; на малозагруженных участках или для подключения удаленных от магистрали объектов — не менее 8 волокон для обеспечения резервирования и защиты. Кабели должны быть с одномодовыми волокнами и сертифицированы для длин волн 1, 31 и 1, 55 мкм. Это позволит в случае необходимости осуществлять спектральное уплотнение оптических волокон.

При строительстве BOJIC необходимо проведение комплексных изысканий с целью технико-энономического обоснования способов прокладки-подвески ВОК на отдельных участках трассы (сети): непосредственно в грунт, в полиэтиленовом трубопроводе, кабельном желобе, подвеска самонесущего кабеля на опорах контактной сети или высоковольтных линий АБ, а также способом навивания провода осветительных сетей или линий электропередачи.

Из перечисленных способов на железнодорожном транспорте перспективен опробованный способ подвески оптического кабеля на опорах контактных сетей электрифицированных железных дорог. Это позволяет сократить сроки строительства по сравнению с традиционными способами прокладки кабеля в грунт. Вместе с тем для воздушных кабелей велик риск механического повреждения, и они не удовлетворяют требованиям МЧС по жи-

XIV ^диолч-1 вирлхи 1 1 рсииоапилш in iни жп

вучести в чрезвычайных ситуациях. Поэтому там, где позволяет трасса, целесообразно прокладывать кабель в грунте. Для снижения вероятности повреждения кабеля 2 (рис. 15.4) на подходах к железнодорожным станциям и в пределах станций рекомендуется прокладывать его в полиэтиленовом трубопроводе 1. Последний надежно защищает, оптический кабель от механических повреждений и грызунов. Диаметр трубопровода (40 мм) достаточен для затягивания в него нескольких оптических кабелей 2.

⇐ Предыдущая 29 30 31 32 333435 36 37 38 Следующая ⇒