Přenosová linka z optických vláken

Optický přenosový systém ( FOTS  - oficiální termín definovaný v GOST R 54417-2011 [1] ), Optická komunikační linka ( FOCL  - zavedený název) - optický systém skládající se z pasivních a aktivních prvků, určené pro přenos informací v optickém (obvykle blízkém infračerveném ) rozsahu [2] .

Prvky

Aktivní komponenty

• Regenerátor  je zařízení, které obnovuje tvar optického pulzu, který se šíří vláknem a podléhá zkreslení. Regenerátory mohou být buď čistě optické, nebo elektrické, které převádějí optický signál na elektrický, obnovují jej a následně převádějí zpět na optický.
• Zesilovač  je zařízení, které zesiluje výkon signálu. Zesilovače mohou být také optické a elektrické, provádějící optoelektronický a elektrooptický převod signálu.
• Laser  je zdrojem monochromatického koherentního optického záření. V systémech s přímou modulací, které jsou nejběžnější, je laser zároveň modulátorem, který přímo převádí elektrický signál na optický.
• Modulátor  - zařízení, které moduluje optickou vlnu, která nese informaci podle zákona elektrického signálu. Ve většině systémů tuto funkci plní laser, ale v systémech s nepřímou modulací se k tomu používají samostatná zařízení.
• Fotodetektor ( Photodiode ) je zařízení, které provádí převod optoelektronického signálu.

Pasivní součástky

• Optický kabel , jehož světlonosnými prvky jsou optická vlákna . Vnější plášť kabelu může být vyroben z různých materiálů: PVC, polyethylen, polypropylen, teflon a další materiály. Optický kabel může mít různé typy pancíře a specifické ochranné vrstvy (například malé skleněné jehly na ochranu proti hlodavcům).
• Optická spojka  je zařízení sloužící k propojení dvou nebo více optických kabelů.
• Optický kříž  - zařízení určené k ukončení optického kabelu a připojení aktivního zařízení k němu.
• Multiplexer / Demultiplexer  - široká třída zařízení navržená pro kombinování a oddělení informačních kanálů. Multiplexory a demultiplexery mohou pracovat v časové i frekvenční oblasti, mohou být elektrické i optické (pro systémy se spektrálním multiplexováním ).

Výhody

Optická vedení mají oproti drátovým (měděným) a radioreléovým komunikačním systémům řadu výhod:

• Nízký útlum signálu (0,15 dB/km ve třetím okně průhlednosti ) umožňuje přenos informací na mnohem větší vzdálenost bez použití zesilovačů. Zesilovače ve FOCL lze instalovat po 40, 80 a 120 kilometrech v závislosti na třídě koncového zařízení.
• Velká šířka pásma optického vlákna umožňuje přenášet informace vysokou rychlostí, nedosažitelnou pro jiné komunikační systémy.
• Vysoká spolehlivost optického prostředí: optická vlákna neoxidují, nevlhnou a nepodléhají slabým elektromagnetickým účinkům.
• Informační bezpečnost - informace jsou přenášeny optickým vláknem "z bodu do bodu" a lze je odposlouchávat nebo měnit pouze fyzickým zásahem do přenosové linky.
• Vysoká ochrana proti mezivláknovým vlivům - úroveň radiačního stínění je více než 100 dB. Záření v jednom vlákně vůbec neovlivňuje signál v sousedním vláknu.
• Požární a výbuchová bezpečnost při změně fyzikálních a chemických parametrů
• Malé rozměry a hmotnost
• Oproti venkovním měděným drátům - neatraktivní pro kovové kolektory, výborná odolnost proti blesku.

Nevýhody

• Relativní křehkost optického vlákna. Při silném ohnutí kabelu může dojít k prasknutí nebo zakalení vláken v důsledku výskytu mikrotrhlin, proto je při pokládce kabelu nutné vycházet z doporučení výrobce optického kabelu (kde je zejména minimální přípustné ohyby poloměr je normalizován).
• Složitost spojení v případě přerušení.
• Sofistikovaná technologie výroby, a to jak samotného vlákna, tak komponent FOCL.
• Složitost převodu signálu (ve vybavení rozhraní).
• Relativně vysoká cena optického koncového zařízení. Zařízení je však absolutně drahé. Poměr nákladů ke kapacitě u FOCL je lepší než u jiných systémů.
• Zakalení vlákna vlivem radiační zátěže (existují však dopovaná vlákna s vysokou radiační odolností [3] ).

Aplikace

Výhody optických linek vedly k jejich širokému využití v telekomunikačních sítích různých úrovní – od mezikontinentálních páteřních sítí až po podnikové a domácí počítačové sítě.

Instalace

Pokládání kabelů

Optický kabel pro komunikační linky lze položit následovně:

• V kabelovém kanálu nebo kabelovém kolektoru;
• Přímo do země - do předem připraveného výkopu nebo pomocí kabelové vrstvy ;
• Kabelové zavěšení - nadzemní komunikační vedení.
• Vedení kabelů v budově - kabel lze pokládat jak vně, tak uvnitř budovy
• Zavěšení kabelů na potrubní stojany - instalované např. na střechy budov

Pro každý případ jsou vyrobeny speciální kabely, lišící se typem pláště, pancířem, přípustnou tažnou silou a dalšími parametry.

Montážní spojky a kříže

Pro spojování optických kabelů se používají optické spojky , což jsou plastové obaly, uvnitř kterých je spojovací deska držící optická vlákna.

Optický kříž je zařízení, jehož prostřednictvím jsou optická vlákna kabelu propojena standardními konektory. Kříž je vyroben ve formě kovové (obvykle) krabice, na jejímž vnějším panelu jsou optické konektory a uvnitř je spojovací deska. Křížové konektory jsou připojeny ke kabelovým vláknům pomocí pigtailů  - krátkých kusů optického vlákna s konektory. Konektor pigtail na vnitřní straně kříže se připojuje k vnějšímu konektoru kříže a druhý konec je přivařen k vláknu optického kabelu.

Optické rozvodné boxy lze vyrobit pro montáž do standardního 19palcového racku, montáž na stěnu a v jiných verzích. Kříže se mohou otevřít bez demontáže nebo ne.

Svařování optických vláken se provádí v poloautomatickém režimu speciálními svařovacími stroji.

Interakce se silným elektromagnetickým zářením

Silné elektromagnetické záření může způsobit mezikanálové rušení v systémech HDWDM a vést ke zvýšení počtu chyb. Tento jev je typický v telematických systémech na železnici , kde se FOL pokládá na podpěry kontaktní sítě v bezprostřední blízkosti trolejového drátu. Chyby se objevují v době přechodných jevů , například při zkratu . Tento jev je vysvětlen efekty Kerr a Faraday .

Viz také

• optické vlákno
• Komunikace z optických vláken
• PON (pasivní optická komunikační síť)
• Páteřní komunikační síť
• Průhledné okno z křemenného vlákna
• poslední míle
• Světlý vrchol
• DDM
• Optický vysílač

Poznámky

1. ↑ GOST R 54417-2011 Součásti optických přenosových systémů. Termíny a definice, GOST R ze dne 27. září 2011 č. 54417-2011 . docs.cntd.ru. Získáno 19. července 2018. Archivováno z originálu 19. července 2018. (neurčitý)
2. ↑ Panfilov, 1991 , s. 201.
3. ↑ Jednovidová optická vlákna odolná vůči záření s křemenným jádrem (nepřístupný spoj) . Získáno 24. října 2013. Archivováno z originálu 29. října 2013. (neurčitý) 

Odkazy

• Flexibilní řešení na „pevném“ základě / inavate.ru . (neurčitý)
• Komunikační systémy z optických vláken. Evoluce  (ruština)

Literatura

• Panfilov I.P., Dyrda V.E. Teorie elektrické komunikace. - M . : Rozhlas a komunikace, 1991. - 344 s.