Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Реферат - Оптические кабели и компоненты - файл Кабели оптические 11.doc


Реферат - Оптические кабели и компоненты
скачать (136.3 kb.)

Доступные файлы (1):

Кабели оптические 11.doc207kb.12.11.2009 16:13скачать

содержание
Загрузка...

Кабели оптические 11.doc

Реклама MarketGid:
Загрузка...
Кабели оптические

"Fiber Optics — не так страшен черт..."

Как только не называют их, эти кабели! И волоконно-оптические, и оптико-волоконные, и файбер-оптик, и даже ВОЛС. Между тем еще с начала семидесятых они носят красивое имя — оптические. И действительно, есть только два широких класса кабелей связи — электрические и оптические. (Это — как разделы физики: электричество и оптика, очень просто). И передают они, соответственно, электрические и оптические сигналы.

Задуманы оптические кабели очень давно, но не было подходящих материалов. Наконец в начале 70-х годов, после многолетних и трудоемких поисков, было создано волокно с потерями света при передаче менее 20 дБ/км. С тех пор, около четверти века, оптоволокно покоряет просторы Земли на суше и на море.

С
начала были проложены соединительные линии между АТС в городах, а затем началось строительство междугородных и международных оптических кабельных магистралей. В последнее десятилетие массово строят морские и океанские межматериковые линии, причем Россия принимает в этом деле достаточно большое участие, чему наилучший пример — Транссибирская оптическая магистраль.


Типичный световод

Типичный световод состоит из сердцевины и оболочки. У сердцевины показатель преломления чуть-чуть больше, чем у оболочки, из-за чего световой луч испытывает практически полное внутреннее отражение на границе сердцевина-оболочка. Выполняется и сердцевина, и оболочка из кварцевого стекла. Поверх световода обычно накладывают несколько слоев защитных покрытий, улучшающих его механические и оптические характеристики. Световод со всеми этими покрытиями называют оптическим волокном. Делают световоды из полимерных материалов.



Оптический
кабель для
прокладки
в зданиях
Конструкций световодов и оптических волокон очень много, но основных типов два: многомодовый и одномодовый. Диаметр сердцевины у многомодовых волокон в десятки раз превышает длину волны передаваемого излучения, из-за чего по волокну распространяется несколько типов волн (мод). Окна прозрачности кварца, из которого изготовлены световоды, находятся в области длин волн 0,85; 1,3; 1,55 мкм, а стандартные диаметры сердцевины многомодовых волокон — 50 и 62,5 мкм, вот и сравните...

У одномодового волокна диаметр сердцевины находится обычно в пределах 5 - 10 мкм (АТ&Т, например, стандартизировала 8,3 мкм). Волокно это одномодовым называют в соответствии со сложившейся традицией, т.е. условно: для того, чтобы по волокну передавался только один тип волны (одна мода), размер сердцевины должен быть еще меньше. Диаметр кварцевой оболочки световода тоже стандартизован и составляет 125 мкм.

Для связи на короткие расстояния чаще всего используют многомодовые волокна — они все же проще в монтаже и эксплуатации. На дальние расстояния употребляют одномодовые волокна — они имеют значительно меньшее затухание и уменьшенную дисперсию светового импульса, хотя их сложнее и монтировать, и эксплуатировать.

П
араметр "затухание" характеризует ослабление мощности светового потока при передаче по оптическому волокну. Он подобен параметру электрических кабелей и также измеряется в дБ/км. Дисперсия импульса — это его "размывание" при распространении по оптоволокну. Поначалу высокий и стройный, импульс при передаче оседает и толстеет. Если два импульса расположены рядом, то по мере прохождения по волокну из-за дисперсии они наползают друг на друга и в конце концов перестают различаться. Дисперсия импульса зависит от затухания, микронеоднородностей, микротрещин, от внутренней структуры материала световода и еще от многих-многих факторов, о которых уже написано множество статей и диссертаций.

Конструкция сложного оптического кабеля

Световые импульсы образуются при модуляции источника излучения — лазера или светодиода. Для передачи от источника к волокну очень важна апертура, т.е. действующий раскрыв на входе световода. Апертура зависит от размера сердцевины волокна и от согласования источника с оптоволокном. При неудачном согласовании лишь небольшая доля мощности от передатчика попадает в световод, а остальная энергия отражается. Наоборот, если апертура хорошо согласована с источником, то такое сочетание очень эффективно: вся энергия попадает в световод.



Оптический
кабель с
упаковкой
волокон в
плоские ленты
Голый световод плохо переносит всяческие воздействия — изгибы, растяжения, влагу, и поэтому его покрывают защитными материалами (лаками, пластиками), окружают кевларовыми волокнами. И хотя сам световод имеет диаметр 125 мкм, с покрытиями его размер достигает 0,5 мм и более. В таком виде оптоволокно уже можно помещать в кабель — теперь оно сможет противостоять внешним воздействиям. При конструировании кабеля принимают еще дополнительные меры по защите волокон: упрятывают оптические волокна в толстые пластиковые трубки, рядом укладывают упрочняющие стальные и пластмассовые стержни, а весь внутренний объем кабельной оболочки часто заполняют гидрофобным (водоотталкивающим) материалом или толстыми и прочными пучками пластиковых волокон.

Конструкции оптических кабелей различны. Встречаются кабели с небольшим количеством волокон. Но чаще они представляют собой сложные агрегаты, содержащие множество оптических волокон, помещенных в специальные модули, дополненные еще различными несущими, защитными, питающими и другими элементами (см. рис. выше). Все зависит от назначения оптического кабеля. Есть конструкции, где оптические волокна лежат свободно в трубках и "звездочках", но есть и такие, где они крепко зажаты в прозрачной ленте из пластмассы (рис. ниже). В линиях связи широко применяются оба типа кабеля.

К
райне важна заделка оптоволокна в разъем — ведь от этого зависит эффективность перехода световых импульсов в местах соединений. Поэтому во всех инструкциях по волоконно-оптическим линиям связи на подготовку и заделку оптических разъемов обращают особое внимание. Заделанный в разъеме конец оптоволокна герметизируют клеем, эпоксидной смолой или другим заполнителем. Затем пристальное внимание обращается обычно на радиус изгиба оптического кабеля. При недостаточно большом радиусе изгиба увеличивается затухание тракта, а при слишком маленьком — возможны поломки световедущих частей оптических кабелей.

Операция по изгибанию оптического кабеля выполняется не как с медными кабелями (просто в пространстве), а на специальной полке, где аккуратно изогнутые кольца и петли из оптического кабеля тщательно закрепляют. Само собой разумеется, что и соединители для оптических линий изготавливают более тщательно, чем обычные, а заделку в них оптоволокна выполняют часто под микроскопом, оснащенным хорошим дисплеем.

Итак, теперь мы представляем себе, что такое оптическое волокно и оптический кабель. Каковы же их возможности по передаче информации? Уже давно и успешно по оптоволокну передают потоки в 155 Мбит/с — в системах связи это первая ступень синхронной цифровой иерархии. Недавно освоили вторую ступень — 622 Мбит/с и быстро осваивают третью — 2,5 Гбит/с (в России такая оптическая линия намечена между Москвой и Петербургом). Поговаривают и о четвертой ступени (10 Гбит/с), но действующих линий с таким темпом нет..

Честно говоря, когда думаешь о подобных потоках информации — дух захватывает. Но ведь еще недавно мы только мечтали о 100 Мбит/с, а теперь это уже пройдено. Со временем потребности людей и компьютеров растут...


Ниже перечисленные кабели предназначены для внутриобъектового монтажа, для укладки в кабельной канализации, для использования в качестве информационных магистралей объектов (вертикаль в зданиях, связь между зданиями), для внешней прокладки по городу (подвеска по столбам, укладка в коллекторах), для монтажа под розетки на рабочем месте до розетки на кроссе, для коммутационных шнуров.

^ Кабель оптический типа ОККО









1. Оптическое волокно
2. Гидрофобный заполнитель
3. Полимерная трубка
4. Стальной трос (стеклопластиковый пруток)
5. Полимерная трубка
6. Гидрофобный заполнитель
7. Скрепляющая лента
8. Полиэтиленовая защитная оболочка кабеля
9. Оплетка стальной проволокой
10. Полиэтиленовая защитная оболочка кабеля

Основные технические характеристики

Тип

Кол-во ОВ

Коэф. затухания, дБ/км (1300нм/ 1550нм)

^ Коэф. широкоп-ти, Мгц (1300нм)

Хромат. дисперсия, пс/нм*км

Доп. растяги-
вающие усилия, H


Наружный диаметр, мм

многомодовый

4-32

0,7; 1,0; 1,5

500; 800




2000

13

одномодовый

4-32

0,35; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7;

0,22; 0,25; 0,3; 0,4; 0,5




3,5


18

2000

13

Кабель оптический типа ОКСТ



.1. Оптическое волокно
2. Гидрофобный заполнитель
3. Полимерная трубка
4. Стальной трос (стеклопластиковый пруток)
5. Полимерная трубка
6. Гидрофобный заполнитель
7. Скрепляющая лента
8. Полиэтиленовая защитная оболочка
9. Стальная гофрированная лента
10. Полиэтиленовая защитная оболочка кабеля

Основные технические характеристики

Тип

Кол-во ОВ

Коэф. затухания, дБ/км (1300нм/ 1550нм)

^ Коэф. широкоп-ти, Мгц (1300нм)

Хромат. дисперсия, пс/нм*км

Доп. растяги-
вающие усилия, H


Наружный диаметр, мм

многомодовый

4-32

0,7; 1,0; 1,5

500; 800




2000

13

одномодовый

4-32

0,35; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7;

0,22; 0,25; 0,3; 0,4; 0,5




3,5


18

2000

13

Кабель оптический типа ОКК



1. Оптическое волокно
2. Гидрофобный заполнитель
3. Полимерная трубка
4. Стальной трос (стеклопластиковый пруток)
5. Полимерная трубка
6. Гидрофобный заполнитель
7. Скрепляющая лента
8. Полиэтиленовая защитная оболочка кабеля


Основные технические характеристики

Тип

Кол-во ОВ

Коэф. затухания, дБ/км (1300нм/ 1550нм)

^ Коэф. широкоп-ти, Мгц (1300нм)

Хромат. дисперсия, пс/нм*км

Доп. растяги-
вающие усилия, H


Наружный диаметр, мм

многомодовый

4-32

0,7; 1,0; 1,5

500; 800




2000

10,0

одномодовый

4-32

0,35; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7;

0,22; 0,25; 0,3; 0,4; 0,5




3,5


18

2000

10,0

^ Кабель оптический типа ОМЗКГм




1. Оптическое волокно
2. Гидрофобный заполнитель
3. Полимерная трубка
4. Стальной трос (стеклопластиковый пруток)
5. Полимерная трубка
6. Гидрофобный заполнитель
7. Скрепляющая лента
8. Полиэтиленовая защитная оболочка кабеля
9. Броня из стальных проволок
10. Полиэтиленовая защитная оболочка кабеля


Основные технические характеристики

Тип

Кол-во ОВ

Коэф. затухания, дБ/км (1300нм/ 1550нм)

^ Коэф. широкоп-ти, Мгц (1300нм)

Хромат. дисперсия, пс/нм*км

Доп. растяги-
вающие усилия, H


Наружный диаметр, мм

многомодовый

4-32

0,7; 1,0; 1,5

500; 800




10000

16

одномодовый

4-32

0,35; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7;

0,22; 0,25; 0,3; 0,4; 0,5




3,5


18

10000

16

^ Кабель оптический подвесной самонесущий диэлектрический типа ОКА и ОКТ




Основные технические характеристики

Тип

Кол-во световодов

Наружный диаметр, мм

Радиус изгиба, мм

Масса на км

^ Доп. растяги-
вающие усилия, H


Длина пролета, м

ОКА-М6

6-32

11

15

90

3500-7500

35-100

ОКА-М8

8-32

12,4

15

116

3500-7500

35-100

ОКТ-4,6,8




8-8,5

15

58

3500-7500

35-100

Коэффициент затухания (дБ/км) при 1310/1550 нм: 0,35/0,22; 0,4/0,25; 0,5/0,3
строительная длина кабеля модульной конструкции типа ОКА от 2 000 м до 3 000м
строительная длина кабеля пучковой конструкции типа ОКТ от 2 000 м до 5 000м

^ Сравнение медного кабеля и оптоволокна

  • оптоволокно позволяет передавать сигнал на большее расстояние без промежуточного усиления (от 30 км и более для оптоволокна и 5 км для меди)

  • оптоволокно тоньше.

  • оптоволокно легче: 1 км 1000 парника весит 8 000кг оптоволоконная пара аналогичной пропускной способности и длины - 100 кг.

  • оптоволокно трудно обнаружить, оно не излучает, а следовательно найти и повредить.

  • оптоволокно инертно к электромагнитным воздействиям, радиации; ему не страшны нарушения питания, агрессивная химическая среда.

  • оптоволокно сложнее монтировать

  • работа с ним требует специальной подготовки инженеров, которая пока не столь распространена.

  • подключение к оптоволокну дороже пока, чем подключение к витой паре.



Скачать файл (136.3 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации