Волоконно-оптические ЛС

Линии связи. Их классификация

Линия связи- совокупность технических средств, которые обеспечивают передачу сигналов от передатчика к приемнику.

В совокупность входит физическая среда распространения, различные технические средства, обеспечивающие передачу и распространение.

Диапазоны:

- подтональный диапазон ( 0-300 Гц );

- тональный диапазон ( 0.3-3.4 кГц );

- надтональный диапазон ( >5.9 кГц );

- проводная электрическая связь ( 10 МГц );

- оптоволоконная связь ( ТГц ).

Проводная связь делится на воздушную, кабельную, волноводную и световодную связь. Системы радиосвязи разного назначения требуют для передачи информации в диапазоне радиочастот выделения им участков этого диапазона (полос радиочастот) очень сильно различающейся ширины. Это объясняется, прежде всего, неодинаковой шириной частотных спектров электрических сигналов, переносящих сообщения разного характера. Существует классификация радиоволн, которая служит основой для их распределения между различными службами и потребителями. Такая классификация принята на международной основе и предусматривает разделение полного диапазона радиочастот и волн на девять частичных диапазонов с номерами от 4 до 12.

Приняты и применяются следующие пределы и условные обозначения диапазонов:

- №4 - мириаметровые волны и очень низкие частоты ( ОНЧ) – 3-30 кГц;

- №5 - километровые волны и низкие частоты (НЧ) - 30 -300кГц;

- №6 - гектометровые волны и средние частоты (СЧ) - 0.3-3 МГц;

- №7 - декаметровые волны и высокие частоты (ВЧ) - 3-30 МГц;

- №8 - метровые волны и очень высокие частоты (ОВЧ) - 30-300 МГц;

- №9 - дециметровые волны и ультравысокие частоты (УВЧ) - 0.3-3 ГГц;

- №10 -сантиметровые волны и сверх высокие частоты (СВЧ) - 3-30 ГГц;

- №11 -миллиметровые волны и крайне высокие частоты (КВЧ) - 30-300 ГГц;

- №12 – децимиллиметровые волны и гипервысокие частоты (ГВЧ) - 300-3000 ГГц.

Существует 4 типа распространения радиоволн:

- земные волны (поверхностные) – до 300 кГц;

- тропосферные волны (пространственные) – 0,3 – 5 ГГц;

- ионосферные волны – от 300 до 30000 МГц;

- прямые волны - >30ГГц.

Воздушные ЛС

Воздушные линии связи- связь, которая осуществляется по проводам

Медный (d=4mm) – до 180 кГц;

Биметаллический (d=1.5-5mm) – до 30 кГц;

Алюминиевый (d= mm) – до ;

Воздушные линии связи крепятся на столбах, расстояние между которыми от 25 до 50м.

Кабельные ЛС

Кабель – система изолированных друг от друга проводников, расположенных определенным образом и заключенных в общую оболочку.

Кабели можно классифицировать следующим образом:

1) по назначению:

- магистральный;

- городской;

- распределительный;

- зоновый;

2) по условиям прокладки:

- подземный;

- подводный;

- подвесной и т.д.;

3) по частотному диапазону:

- низкочастотный (до 12 кГц);

- высокочастотный (> 12 кГц);

4) по типу изоляции:

- полистирольные;

- полиэтиленовые и т.д.;

5) по виду защитной оболочки:

- пластмассовые;

- железные;

- броневые;

6) по взаимному расположению проводников:

- коаксиальный;

- симметричный;

7) по количеству жил:

- двухпарные;

- многопарные.

Волоконно-оптические ЛС

Оптоволоконный кабель осуществляет передачу светового луча по чистому стеклу-кварцу.

Волоконно-оптические линии связи (ВОЛС) имеют ряд существенных преимуществ по сравнению с линиями связи на ос­икам металлических кабелей. К ним относятся: большая пропуск­ная способность, малое затухание, малые масса и габариты, высо­кая помехозащищенность, надежная техника безопасности, прак­тически отсутствующие взаимные влияния, долговечность, малая стоимость из-за отсутствия в конструкции цветных металлов.

Конечно, ВОЛС обладают рядом недостатков:

- при создании линии связи требуются высоконадежные активные
элементы, преобразующие электрические сигналы в оптическое
излучение и обратно, а также оптические соединители (коннекто­ры) с малым затуханием и большим ресурсом на подключение – отключение; точность изготовления таких элементов линии связи должна быть очень высока, поэтому их производство дорогостоящее;

- для монтажа оптических волокон требуется прецизионное, а по­
тому дорогое технологическое оборудование;

- при обрыве оптического кабеля затраты на восстановление выше, чем при использовании кабелей с металлическими провод­иками.

Преимущества ВОЛС настолько значительны, что, несмотря на перечисленные недостатки, эти линии связи очень широко ис­пользуются на практике.

В ВОЛС применяют электромагнитные волны оптического диапазона. Напомним, что видимое оптическое излучение лежит в диапазоне длин волн 380..760 нм. Практическое применение в ВОЛС получил инфракрасный диапазон, т.е. излучение с длиной волны более 760 нм.

Оптическое волокно (ОВ) изготавливается из недорогого ма­териала – кварцевого стекла в виде цилиндров с совмещенными осями и различными коэффициентами преломления. Внутренний цилиндр называется сердцевиной (Core), а внешний слой – обо­лочкой (Cladding). Принцип распространения оптического излуче­ния вдоль оптического волокна основан на отражении от границы сред с разными показателями преломления (рис.6.7).

Рисунок 1 - Оптоволокно