Главная Минимаркер Железнодорожный транспорт Минимаркер Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте (АТС) Минимаркер Оптоволокно и волоконно-оптические линии связи

Оптоволокно и волоконно-оптические линии связи

Волоконно-оптическая линия связи (ВОЛС) и принцип ее построения

Первая в стране волоконно-оптическая линия связи построена в 1986 году на Октябрьской железной дороге. Для передачи информации используются световые волны с длиной – 0,50 мкм; 1,3 мкм; 1,55 мкм (мкм – микрометр).

Зависимость затухания от длин волны:

Зависимость затухания от длины волны

В окнах прозрачности удельное ослабление падает до ничтожной величины порядка – 0,1 дБ/км. Это значение во много раз ниже, чем для медных соединительных линий. Поэтому, одно их главных преимуществ волоконно-оптической линии связи является большая длина участков регенерации, то есть расстояние между усилительными станциями.

Схема волоконно-оптической линии связи

АС – аппаратура связи;

Э/О – электронно-оптический преобразователь;

О/Э – оптоэлектронный преобразователь;

Рг – регенератор;

ОВ – оптоволокно.

В качестве электронно-оптических преобразователей используются светодиоды и фотодиоды, полупроводниковые лазеры и другие оптические излучатели и приемники. В качестве регенератора полупроводниковые оптические усилители, так называемые мазеры. Длина участков регенерации может  составлять 10 – 100 км, что является важным преимуществом  волоконно-оптических линий.

Оптоволокно (ОВ) и его типы

Модой или сигналом, распространяющимся по оптоволокну, называется геометрический путь сигнала в оптоволокне с его пространственными характеристиками.

Моды оптоволокна

Любое оптоволокно имеет сердцевину и оболочку, причем оптическая плотность сердцевины ниже, чем оптическая плотность оболочки.

1. Ступенчатое оптоволокно

Ступенчатое оптоволокно

О – оболочка; С – сердцевина; D – диаметр оболочки; d – диаметр сердцевины.

Ступенчатое оптоволокно характеризуется: диаметр оболочки составляет сотни мкм (100 мкм), диаметр сердцевины составляет несколько десятков мкм (10 мкм). Число мод (М) может составлять несколько тысяч единиц.

Данный тип оптоволокна характеризуется сравнительно высоким затуханием, большой дисперсией сигнала и низкой пропускной способностью, в основном используется при длине волны 0,5 мкм.

2. Градиентное оптоволокно

Градиентное оптоволокно

Градиентное оптоволокно характеризуется: диаметр оболочки составляет сотни мкм (D = 100 мкм), диаметр сердцевины составляет (d = 5 – 10 мкм). Число мод (М) составляет 10 – 100 единиц.

За счет уменьшения числа мод уменьшается частотная дисперсия, увеличивается пропускная способность и уменьшается затухание сигнала. Данный тип оптоволокна используется при длине волны 1,3 мкм и 1,55 мкм.

3. Одномодовое оптоволокно

Одномодовое оптоволокно

Характеристики одномодового оптоволокна: диаметр оболочки составляет примерно сотни мкм (D = 100 мкм), диаметр сердцевины (d = n 1 мкм). Число мод (М) составляет несколько единиц.

Одномодовое оптоволокно работает при длине волны 1,55 мкм, имеет наименьшую частоту дисперсии, минимально возможное затухание и наибольшую полосу передаваемых частот (пропускную способность). Именно данный тип оптоволокна считается самым современным из всех остальных.

Конструкция и прокладка волоконно-оптических кабелей (ВОК)

Конструкция волоконно-оптического кабеля (ВОК)

1 – защитная оболочка из полиэтилена;

2 – стальной трос, выполняет роль несущей части;

3 – группа отдельных оптоволокон, обычно 4, 6, 8, 12;

4 – гель.

Внутри защитной оболочки, а также между оптоволокнами находится гель – это специально незамерзающая и незагустевающая масса консистенции густой сметаны, он защищает отдельные волокна от повреждений при деформации волоконно-оптического кабеля. При эксплуатации системы часть оптоволокон в кабеле остаются резервными и используются в дальнейшем при выходе, каких либо оптоволокон из строя.

Каждое оптоволокно способно передавать сотни мегабит, и даже единицы гигабитов в секунду. Общая пропускная способность волоконно-оптического кабеля очень высокая и, как правило, превышает реальные потребности практики.

Основные параметры волоконно-оптического кабеля:

  • число оптоволокон – N;
  • удельное затухание в (дБ/км);
  • максимальное допустимое усилие растяжения – Р (Н/м);
  • диапазон рабочих температур: для Европы, США, Японии – (-50оС – +50оС), для России (-60оС – +50оС);
  • минимальный радиус изгиба

Минимальный радиус изгиба

Способы прокладки волоконно-оптического кабеля

1. Волоконно-оптический кабель прокладывается в земляных траншеях на глубине превышающей глубину замерзания почв (в Сибири > 2 м).

2. Волоконно-оптический кабель прокладывают вместе с линиями электропередач (ЛЭП):

Прокладка ВОК

При этом заземляющий трос заменяют на волоконно-оптический кабель, и он выполняет одновременно две функции: передача информации и как заземление.

На железнодорожном транспорте преимущественно используется 2-й способ прокладки с применением существующих ЛЭП.


© 2013 - 2017 Учебно-образовательный портал "Все лекции"
Материалы, представленные на страницах нашего сайта, созданы авторами сайта, присланы пользователями, взяты из открытых источников и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Все авторские права на материалы принадлежат их законным авторам.
Разработка сайта - Скобелев Алексей





Яндекс.Метрика