(Документ)

n1.doc

1. 
   Въведение
2. 
   Главна част

1. 
   Историята на развитието на комуникационните линии
2. 
   Проектиране и характеристики на оптични комуникационни кабели
   1. 
      
   2. 
      Оптични влакна и особености на тяхното производство
   3. 
      Дизайн на оптични кабели
3. 
   Основни изисквания за комуникационни линии
4. 
   Предимства и недостатъци на оптичните кабели
5. 
   

1. 
   Изход
2. 
   Библиография

Въведение
Днес, както никога досега, регионите на страните от ОНД се нуждаят от комуникация, както количествено, така и качествено. Регионалните лидери са основно загрижени за социално измерениетози проблем, защото телефонът е основна необходимост. Комуникацията също влияе икономическо развитиерегион, неговата инвестиционна привлекателност. В същото време телекомуникационните оператори, изразходващи много усилия и ресурси за поддържане на овехтяла телефонна мрежа, все още търсят средства за развитие на своите мрежи, за дигитализиране и въвеждане на оптични и безжични технологии.

В този момент се е развила ситуация, когато практически всички най-големи руски ведомства извършват мащабна модернизация на своите телекомуникационни мрежи.

През последния период на развитие в областта на комуникациите най-широко разпространени са оптичните кабели (OC) и оптично-оптичните предавателни системи (FOTS), които по своите характеристики са много по-добри от всички традиционни кабели на комуникационната система. Комуникацията по оптични кабели е едно от основните направления на научно-техническия прогрес. Оптичните системи и кабели се използват не само за организиране на градски и междуградски телефонни комуникации, но и за кабелна телевизия, видео телефония, радиоразпръскване, компютърни технологии, технологични комуникации и др.

Използвайки оптична комуникация, обемът на предаваната информация се увеличава драстично в сравнение с такива широко разпространени средства като сателитна комуникация и радиорелейни линии, това се дължи на факта, че оптичните оптични системи за предаване имат по-широка честотна лента.

За всяка комуникационна система са важни три фактора:

Информационният капацитет на системата, изразен в броя на комуникационните канали, или скоростта на предаване на информация, изразена в битове в секунда;

Затихване, което определя максималната дължина на регенерационната секция;

Устойчивост на влиянието на околната среда;

Най -важният фактор в развитието на оптичните системи и комуникационните кабели беше появата на оптични квантов генератор- лазер. Думата лазер се състои от първите букви на израза Усилване на светлината чрез излъчване на радиация. Лазерните системи работят в оптичния диапазон на дължината на вълната. Ако предаването по кабели използва честоти - мегахерци, а над вълноводи - гигахерци, тогава за лазерни системи се използва видимият и инфрачервеният спектър на оптичния диапазон на дължината на вълната (стотици гигагерца).

Водещата система за оптични комуникационни системи са диелектрични вълноводи или влакна, както се наричат ​​поради малките си напречни размери и метод на производство. По времето, когато е произведено първото влакно, затихването е от порядъка на 1000 dB / km, това се дължи на загуби поради различни примеси, присъстващи във влакното. През 1970 г. са създадени оптични влакна с отслабване 20 dB / km. Ядрото на това влакно е направено от кварц с добавка на титан за увеличаване на коефициента на пречупване, а чистият кварц служи като облицовка. През 1974г. затихването е намалено до 4 dB / km, а през 1979г. Получават се влакна с отслабване 0,2 dB / km при дължина на вълната 1,55 μm.

Напредъкът в технологията с ниски загуби на влакна стимулира работата по създаването на оптични комуникационни линии.

Оптичните комуникационни линии имат следните предимства пред конвенционалните кабелни линии:

Висока устойчивост на шум, нечувствителност към външни електромагнитни полета и практически липса на пресичане между отделни влакна, поставени заедно в кабел.

Значително по -висока честотна лента.

Ниско тегло и размери. Това намалява разходите и времето за полагане на оптичния кабел.

Пълна електрическа изолация между входа и изхода на комуникационната система, така че не се изискват общи точки за предавателя и приемника. Можете да поправите оптичния кабел, без да изключвате оборудването.

Няма къси съединения, в резултат на което влакната от оптични влакна могат да се използват за пресичане на опасни зони, без да се страхуват от късо съединение, което може да причини пожар в зони с горими и запалими среди.

Потенциално ниска цена. Въпреки че влакната от оптични влакна са направени от ултра прозрачно стъкло с примеси по-малко от няколко части на милион, те не са много скъпи в масовото производство. В допълнение, производството на светлинни водачи не използва такива скъпи метали като мед и олово, чиито запаси са ограничени на Земята. Цената на електрическите линии на коаксиални кабели и вълноводи непрекъснато се увеличава както с недостиг на мед, така и с увеличаване на разходите за енергия за производството на мед и алуминий.

Налице е огромен напредък в развитието на оптични комуникационни линии (FOCL) в света. В момента оптични кабели и преносни системи за тях се произвеждат в много страни по света.

Специално внимание у нас и в чужбина се отделя на създаването и внедряването на едномодови системи за предаване по оптични кабели, които се считат за най-обещаващото направление в развитието на комуникационните технологии. Предимството на едномодовите системи е възможността за предаване на голям поток от информация на необходимите разстояния при големи дължини на регенерационни секции. Вече има оптоволоконни линии на голямо числоканали с дължина на регенериращата секция 100 ... 150 км. Напоследък годишно в САЩ се произвеждат 1,6 милиона км. оптични влакна, като 80% от тях са във версия с единична шушулка.

Съвременните битови оптични кабели от второ поколение са широко използвани, чието производство е усвоено от местната кабелна индустрия, те включват кабели от следния тип:

OKK - за градски телефонни мрежи;

OKZ - за интразонално;

OKL - за гръбначни комуникационни мрежи;

Оптично-оптичните предавателни системи се използват във всички раздели на първичната VSS мрежа за гръбначна, зонална и локална комуникация. Изискванията за такива преносни системи се различават по броя на каналите, параметрите и технико -икономическите показатели.

В гръбначните и зоналните мрежи се използват цифрови оптично-оптични предавателни системи, в локалните мрежи се използват и цифрови оптично-оптични предавателни системи за организиране на свързващи линии между автоматичните телефонни централи и двете аналогови (например за организиране на телевизионен канал ) и цифрови системи за предаване могат да се използват в абонатната част на мрежата. ...

Максималната дължина на линейните пътища на магистралните преносни системи е 12 500 км. Със средна дължина около 500 км. Максималната дължина на линейните пътеки на преносните системи на вътрешнозонната първична мрежа може да бъде не повече от 600 км. Със средна дължина 200 км. Максималната дължина на градските свързващи линии за различни преносни системи е 80 ... 100 км.
Човек има пет сетива, но едно от тях е особено важно - това е зрението. Чрез очите човек възприема повечетоима 100 пъти повече информация за света около него, отколкото чрез слух, да не говорим за докосване, мирис и вкус.

използвал огън, а след това различни видове изкуствени източници на светлина, за да подава сигнали. Сега в ръцете на човека беше както източник на светлина, така и процесът на модулиране на светлината. Той всъщност е изградил това, което днес наричаме оптична комуникационна линия или оптична комуникационна система, която включва предавател (източник), модулатор, оптична кабелна линия и приемник (око). След като дефинирахме трансформацията на механичен сигнал в оптичен сигнал като модулация, например отваряне и затваряне на източник на светлина, можем да наблюдаваме обратния процес в приемника - демодулация: преобразуването на оптичен сигнал в сигнал от друг вид за по -нататъшна обработка в приемника.

Такова третиране може да представлява например трансформацията

светло изображение в окото в последователност от електрически импулси

нервната система на човека. Мозъкът е включен в обработката като последната връзка във веригата.

Друг много важен параметър, използван при предаване на съобщения, е скоростта на модулация. Окото има ограничения в това отношение. Той е добре адаптиран към възприемането и анализа на сложни картини на околния свят, но не може да следва прости колебания в яркостта, когато те следват по -бързо от 16 пъти в секунда.

Историята на развитието на комуникационните линии

Комуникационните линии възникват едновременно с появата на електрическия телеграф. Първите комуникационни линии бяха кабелни. Въпреки това, поради несъвършения дизайн на кабелите, подземните кабелни комуникационни линии скоро отстъпиха място на въздушните. Първата въздушна линия за дълги разстояния е построена през 1854 г. между Санкт Петербург и Варшава. В началото на 70 -те години на миналия век е изградена въздушна телеграфна линия от Санкт Петербург до Владивосток с дължина около 10 хиляди км. През 1939 г. е пусната в експлоатация най-голямата в света високочестотна телефонна магистрала Москва-Хабаровск с дължина 8300 км.

Създаването на първите кабелни линии е свързано с името на руския учен П. Л. Шилинг. Още през 1812 г. Шилинг в Санкт Петербург демонстрира експлозиите на морски мини, използвайки за тази цел изолиран проводник, който е създал.

През 1851 г. едновременно с изграждането на железницата между Москва и Санкт Петербург е положен телеграфен кабел, изолиран с гутаперча. Първите подводни кабели са положени през 1852 г. през Северна Двина и през 1879 г. през Каспийско море между Баку и Красноводск. През 1866 г. е въведена в експлоатация кабелна трансатлантическа телеграфна линия между Франция и САЩ,

През 1882-1884г. първите градски телефонни мрежи в Русия са изградени в Москва, Петроград, Рига, Одеса. През 90 -те години на миналия век първите кабели с до 54 ядра бяха спряни в градските телефонни мрежи на Москва и Петроград. През 1901 г. започва изграждането на подземната градска телефонна мрежа.

Първите проекти на комуникационни кабели, датиращи от началото на 20 -ти век, направиха възможно извършването на телефонно предаване на къси разстояния. Това бяха така наречените градски телефонни кабели с въздушно-хартиена изолация от жила и усукването им по двойки. През 1900-1902г. Направен е успешен опит за увеличаване на разстоянието на предаване чрез изкуствено увеличаване на индуктивността на кабелите чрез включване на индуктори във веригата (предложението на Пупин), както и с използване на проводящи жила с феромагнитна намотка (предложение на Краруп). Подобни методи на този етап направиха възможно увеличаването на обхвата на телеграфните и телефонните комуникации няколко пъти.

Важен етап в развитието на комуникационните технологии е изобретението, а от 1912-1913г. овладяване на производството на електронни тръби. През 1917 г. В. И. Коваленков разработва и тества на линията телефонен усилвател на базата на електронни лампи. През 1923 г. е установена телефонна връзка с усилватели по линията Харков-Москва-Петроград.

Развитието на многоканални системи за предаване започва през 30 -те години на миналия век. Впоследствие желанието за разширяване на спектъра на предаваните честоти и увеличаване на капацитета на линиите доведе до създаването на нови видове кабели, така наречените коаксиални. Но масовото им производство се отнася само за 1935 г., по времето на появата на нови висококачествени диелектрици като ескапон, високочестотна керамика, полистирол, стирофлекс и др. Програми за дълги разстояния. Първата коаксиална линия за 240 HF телефонни канали е положена през 1936 г. Първите трансатлантически подводни кабели, положени през 1856 г., се използват само за телеграфна комуникация, а само 100 години по -късно, през 1956 г., е изградена подводна коаксиална магистрална линия между Европа и Америка за многоканална телефония.

През 1965-1967г. се появиха експериментални вълноводни комуникационни линии за предаване на широколентова информация, както и криогенни свръхпроводящи кабелни линии с много ниско затихване. От 1970 г. се работи активно за създаване на световоди и оптични кабели, използващи видимо и инфрачервено излъчване в диапазона на оптичните дължини на вълните.

Развитието на оптично влакно и производството на полупроводникови лазери непрекъснато са изиграли решаваща роля за бързото развитие на оптично-оптична комуникация. До началото на 80-те години оптичните комуникационни системи бяха разработени и тествани в реални условия. Основните области на приложение на такива системи са телефонната мрежа, кабелната телевизия, вътрешносъоръжените комуникации, компютърните технологии, системите за наблюдение и управление на технологичните процеси и др.

Градски и междуградски оптични комуникационни линии са поставени в Русия и други страни. На тях е отредено водещо място в научно -техническия прогрес на комуникационната индустрия.
Проектиране и характеристики на оптични комуникационни кабели
Разновидности на оптични комуникационни кабели

Оптичният кабел се състои от оптични влакна от силициево стъкло (оптични влакна), усукани в определена система, затворени в обща защитна обвивка. Ако е необходимо, кабелът може да съдържа захранващи (подсилващи) и амортизиращи елементи.

Съществуващите ОК според предназначението им могат да бъдат класифицирани в три групи: багажни, зонални и градски. Подводните, обектните и монтажните ОК са разпределени в отделни групи.

Trunk OK са предназначени за предаване на информация на дълги разстояния и значителен брой канали. Те трябва да имат ниско затихване и разсейване и висока пропускателна способност на данните. Използва се едномодово влакно с размери на сърцевината и облицовката 8/125 микрона. Дължина на вълната 1,3 ... 1,55 μm.

Зоналните ОК се използват за организиране на многоканална комуникация между областния център и областите с обхват на комуникация до 250 км. Използват се градиентни влакна с размер 50/125 микрона. Дължина на вълната 1,3 μm.

Urban OK се използват като свързващи линии между градските автоматични телефонни централи и комуникационни центрове. Те са предназначени за къси разстояния (до | 10 км) и голям брой канали. Влакна - градиент (50/125 микрона). Дължини на вълните 0,85 и 1,3 μm. Тези линии обикновено работят без междинни регенератори.

Подводните OC са проектирани да комуникират през големи водни препятствия. Те трябва да имат висока механична якост на опън и да имат надеждни влагоустойчиви покрития. Също така е важно подводните комуникации да имат ниско затихване и дълги регенерационни дължини.

Обект OK се използва за прехвърляне на информация в обект. Това включва офис и видео телефонни комуникации, вътрешна кабелна телевизионна мрежа, както и бордови информационни системи на мобилни обекти (самолети, кораби и др.).

Монтажните ОК се използват за вътрешно и вътрешно инсталиране на оборудване. Те са направени под формата на снопове или плоски ленти.
Оптични влакна и особености на тяхното производство

Основният елемент на OC е оптично влакно (светловод), направено под формата на тънко стъклено влакно с цилиндрична форма, през което се предават светлинни сигнали с дължини на вълните 0,85 ... 1,6 μm, което съответства на честотния диапазон (2,3 ... 1, 2) 10 14 Hz.

Светловодът има двуслойна структура и се състои от сърцевина и облицовка с различни показатели на пречупване. Ядрото се използва за предаване на електромагнитна енергия. Целта на облицовката е да създаде по-добри условия на отражение в интерфейса на облицовката на ядрото и да предпази от смущения от околното пространство.

Ядрото на влакното, като правило, се състои от силициев диоксид, а облицовката може да бъде силициев диоксид или полимер. Първото влакно се нарича кварц-кварц, а второто е кварц-полимер (силициево-органично съединение). Въз основа на физическите и оптичните характеристики, предпочитание се дава на първата. Кварцовото стъкло има следните свойства: коефициент на пречупване 1,46, коефициент на топлопроводимост 1,4 W / mk, плътност 2203 кг / м 3.

Извън влакното има защитно покритие, което го предпазва от механично натоварване и нанасяне на цвят. Защитното покритие обикновено се прави в два слоя: първо, силициево -силициево съединение (SIEL), а след това епоксидрилат, флуоропласт, найлон, полиетилен или лак. Общ диаметър на влакната 500 ... 800 μm

В съществуващите структури от оптични влакна се използват три типа оптични влакна: стъпаловидни с диаметър на сърцевината 50 μm, градиент със сложен (параболичен) профил на показателя на пречупване на сърцевината и едномодов с тънка сърцевина (6. .. 8 μm)
По отношение на честотната лента и обхвата на предаване, едномодовите влакна са най-добрите, а стъпаловидните са най-лошите.

Най -важният проблем на оптичната комуникация е създаването на оптични влакна (OF) с ниски загуби. Кварцовото стъкло се използва като изходен материал за производството на оптични влакна, което е добра среда за разпространение на светлинна енергия. По правило обаче стъклото съдържа голямо количество чужди примеси като метали (желязо, кобалт, никел, мед) и хидроксилни групи (ОН). Тези примеси водят до значително увеличаване на загубите поради абсорбция и разсейване на светлината. За да се получи оптично влакно с ниски загуби и затихване, е необходимо да се отстранят примесите, така че стъклото да е химически чисто.

Понастоящем най -разпространеният метод за създаване на ОМ с ниски загуби чрез химическо отлагане на пари.

Производството на ОМ чрез химическо отлагане на пари се извършва на два етапа: прави се двуслойна кварцова заготовка и от нея се изтегля влакно. Заготовката се произвежда по следния начин
Струя от хлорен кварц и кислород се подава в куха кварцова тръба с коефициент на пречупване 0,5 ... 2 m дължина и 16 ... 18 mm в диаметър. Като резултат химическа реакцияпри висока температура (1500 ... 1700 ° C) чистият кварц се отлага на слоеве върху вътрешната повърхност на тръбата. По този начин цялата вътрешна кухина на тръбата е запълнена, с изключение на самия център. За да се премахне този въздушен канал, се прилага още по -висока температура (1900 ° C), поради което настъпва срутване и тръбната заготовка се превръща в плътна цилиндрична заготовка. Чистият утаен кварц след това се превръща в RI сърцевина с коефициент на пречупване , а самата тръба действа като обвивка с показател на пречупване . Извличането на влакна от детайла и навиването му върху приемния барабан се извършват при температура на омекотяване на стъклото (1800 ... 2200 ° C). Повече от 1 км оптично влакно се получава от детайл с дължина 1 м.
Предимството на този метод е не само производството на оптично влакно с сърцевина от химически чист кварц, но и възможността за създаване на градиентни влакна с даден профил на коефициент на пречупване. Това става чрез използване на легиран кварц с добавка на титан, германий, бор, фосфор или други реактиви. Показателят на пречупване на влакното може да варира в зависимост от използваната добавка. И така, германийът се увеличава, а борът намалява индекса на пречупване. Избирайки формулировката на легиран кварц и наблюдавайки определено количество добавка в слоевете, нанесени върху вътрешната повърхност на тръбата, е възможно да се осигури необходимия характер на промяна в напречното сечение на сърцевината на влакното.

Дизайн на оптични кабели

ОК проектите се определят главно от целта и обхвата на тяхното приложение. В тази връзка има много възможности за дизайн. В момента се разработват и произвеждат голям брой видове кабели в различни страни.

Въпреки това, цялото разнообразие от съществуващи видове кабели може да бъде разделено на три групи

1. 
   концентрично усукани кабели
2. 
   кабели с оформена сърцевина
3. 
   плоски лентови кабели.

Кабелите от първата група имат традиционно концентрично усукване на сърцевината по аналогия с електрическите кабели. Всяко следващо усукване на сърцевината има още шест влакна от предишното. Такива кабели са известни главно с броя влакна 7, 12, 19. Най -често влакната са разположени в отделни пластмасови тръби, образуващи модули.

Кабелите от втората група имат оформена пластмасова сърцевина с жлебове в центъра, в която е поставено оптичното влакно. Жлебовете и съответно влакната са разположени по протежение на хеликоида и следователно те не изпитват надлъжно напрежение на опън. Тези кабели могат да съдържат 4, 6, 8 и 10 влакна. Ако е необходимо да имате кабел с голям капацитет, тогава се използват няколко първични модула.

Лентов кабел се състои от куп плоски пластмасови ленти, в които са монтирани определен брой оптични влакна. Най -често една лента съдържа 12 влакна, а броят на лентите е 6, 8 и 12. С 12 ленти такъв кабел може да съдържа 144 влакна.

В оптични кабели с изключение на ОВ , като правило има следните елементи:

• 
  силови (втвърдяващи) пръти, поемащи надлъжен товар, да се счупят;
• 
  пълнители под формата на непрекъснати пластмасови нишки;
• 
  подсилващи елементи, които увеличават издръжливостта на кабела при механично натоварване;
• 
  външни защитни обвивки, които предпазват кабела от влага, пари от вредни вещества и външни механични влияния.

Интерес представляват френските ОК. Те, като правило, са изпълнени от унифицирани модули, състоящи се от пластмасов прът с диаметър 4 mm с ребра по периметъра и десет OVs, разположени по периферията на този прът. Кабелите съдържат 1, 4, 7 от тези модули. Отвън кабелите имат алуминиева и след това полиетиленова обвивка.
Американският кабел, широко използван в GTS, е куп плоски пластмасови ленти, съдържащи по 12 OV всяка. Кабелът може да има от 4 до 12 ленти, съдържащи 48 до 144 влакна.

В Англия е построен експериментален електропровод с фазови проводници, съдържащи OV за технологична комуникация по електропровода. В центъра на проводника на електропровода има четири ОВ.

Използват се и окачени ОК. Те имат метален кабел, вграден в обвивката на кабела. Кабелите са предназначени за окачване на опори на въздушна линия и стени на сградите.

За подводни комуникации, OC са проектирани, като правило, с външна бронирана обвивка, изработена от стоманени проводници (фиг. 11). В центъра има модул с шест OB. Кабелът има медна или алуминиева тръба. Веригата тръба-вода подава тока на дистанционното захранване към подводните усилвателни точки, които не се нуждаят от поддръжка.

Основни изисквания за комуникационни линии

Най-общо изискванията на високо развитите съвременни телекомуникационни технологии към комуникационни линии на дълги разстояния могат да бъдат формулирани по следния начин:

• 
  комуникация на разстояния до 12 500 км в рамките на страната и до 25 000 за международна комуникация;
• 
  широколентов достъп и годност за предаване на различни видове съвременна информация (телевизия, телефония, предаване на данни, излъчване, предаване на ленти от вестници и др.);
• 
  защита на веригите от взаимна и външна намеса, както и от гръмотевични бури и корозия;
• 
  стабилност на електрическите параметри на линията, стабилност и надеждност на комуникацията;
• 
  ефективността на комуникационната система като цяло.

В съответствие с това кабелната технология се развива в следните направления:

• 
  Преобладаващото развитие на коаксиални системи, които позволяват организиране на мощни комуникационни лъчи и предаване на телевизионни програми на дълги разстояния чрез комуникационна система с един кабел.
• 
  Създаване и внедряване на обещаващи комуникационни канали, които осигуряват голям брой канали и не изискват оскъдни метали (мед, олово) за тяхното производство.
• 
  Широкото въвеждане на пластмаси (полиетилен, полистирол, полипропилен и др.) В кабелната технология, които имат добри електрически и механични характеристики и ви позволяват да автоматизирате производството.
• 
  Въвеждане на алуминиеви, стоманени и пластмасови обвивки вместо оловни. Обвивките трябва да са херметични и да гарантират стабилността на електрическите параметри на кабела през целия експлоатационен живот.
• 
  Разработване и въвеждане в производството на рентабилни проекти на вътрешнозонови комуникационни кабели (еднокоаксиални, едно четворни, бронирани).
• 
  Създаване на екранирани кабели, които надеждно защитават предаваната през тях информация от външни електромагнитни влияния и гръмотевични бури, по -специално кабели в двуслойни обвивки като алуминий - стомана и алуминий - олово.
• 
  Увеличаване на диелектричната якост на изолацията на комуникационните кабели. Съвременният кабел трябва едновременно да притежава свойствата както на високочестотен кабел, така и на захранващ електрически кабел и да осигурява предаването на токове с високо напрежение за дистанционно захранване на неуправляеми усилващи точки на дълги разстояния.

Наред със спестяването на цветни метали и предимно мед, оптичните кабели имат следните предимства:

• 
  широколентов достъп, възможност за предаване на голям поток от информация (няколко хиляди канала);
• 
  малки загуби и съответно голяма дължина на преводните секции (30 ... 70 и 100 км);
• 
  малки габаритни размери и тегло (10 пъти по -малко от електрическите кабели);
• 
  висок имунитет от външни влияния и преходни смущения;
• 
  надеждна технология за безопасност (без искри и къси съединения).

Недостатъците на оптичните кабели включват:

• 
  излагане на оптични влакна на радиация, поради което се появяват тъмни петна и затихването се увеличава;
• 
  водородна корозия на стъклото, което води до микропукнатини във влакното и влошаване на неговите свойства.

Предимства и недостатъци на оптичната комуникация
Предимства на отворените комуникационни системи:

1. 
   По -високо съотношение на мощността на приетия сигнал към мощността на излъчване при по -малки отвори на антените на предавателя и приемника.
2. 
   По -добра пространствена разделителна способност с по -малки отвори на предавателната и приемната антена
3. 
   Много малки размери на предавателните и приемащите модули, използвани за комуникация на разстояния до 1 км
4. 
   Добра комуникативна тайна
5. 
   Овладяване на неизползваната част от спектъра на електромагнитното излъчване
6. 
   Няма нужда да получавате разрешение за работа на комуникационна система

Недостатъци на отворените комуникационни системи:

1. 
   Ниска годност за радиоразпръскване поради високата насоченост на лазерния лъч.
2. 
   Висока необходима точност на насочване на предавателни и приемни антени
3. 
   Ниска ефективност на оптичните излъчватели
4. 
   Относително високо нивошум в приемника, отчасти поради квантовата природа на процеса на откриване на оптичен сигнал
5. 
   Влияние на атмосферните характеристики върху надеждността на комуникацията
6. 
   Възможност за хардуерни повреди.

Предимства на водещите комуникационни системи:

1. 
   Възможността за получаване на светлинни водачи с ниско затихване и разсейване, което прави възможно да се направят големи разстояния между повторители (10 ... 50 км)
2. 
   Единичен кабел с малък диаметър
3. 
   Допустимостта на огъване на влакното при малки радиуси
4. 
   Ниско тегло на оптичния кабел с висока информационна честотна лента
5. 
   Ниска цена на влакнести материали
6. 
   Възможността за получаване на оптични кабели, които нямат електрическа проводимост и индуктивност
7. 
   Пренебрежимо кръстосано взаимодействие

1. 
   Висока комуникация стелт: разделянето на сигнала е възможно само когато е директно свързано към отделно влакно
2. 
   Гъвкавост при прилагане на необходимата честотна лента: различни видове влакна позволяват подмяна на електрически кабели в цифрови комуникационни системи на всички йерархични нива
3. 
   Възможност за непрекъснато подобряване на комуникационната система

Недостатъци на водещите комуникационни системи:

1. 
   Затруднено свързване (снаждане) на оптични влакна
2. 
   Необходимостта от полагане на допълнителни проводящи проводници в оптичен кабел, за да се осигури захранване на дистанционно управляемо оборудване
3. 
   Чувствителност на оптично влакно към вода при навлизането му в кабела
4. 
   Чувствителност на оптичните влакна към йонизиращо лъчение
5. 
   Ниска ефективност на източниците на оптично излъчване с ограничена мощност на излъчване
6. 
   Трудности при внедряването на режим на многостанционен (паралелен) достъп с помощта на шина с разделяне на времето
7. 
   Високо ниво на шум в приемника

Направления на развитие и приложение на оптични влакна

Широки хоризонти се отвориха за практическото приложение на OC и оптично-оптични предавателни системи в такива сектори на националната икономика като радиоелектроника, компютърни науки, комуникации, компютри, космос, медицина, холография, машиностроене, ядрена енергия и др. оптиката се развива в шест направления:

1. 
   многоканални системи за предаване на информация;
2. 
   кабелна телевизия;
3. 
   локални мрежи;
4. 
   сензори и системи за събиране на обработка и предаване на информация;
5. 
   комуникация и телемеханика по високоволтови линии;
6. 
   оборудване и монтаж на мобилни обекти.

Използването на оптични системи в кабелната телевизия осигурява високо качество на изображението и значително разширява възможностите за информационни услуги за отделни абонати. В този случай е внедрена персонализирана система за приемане и на абонатите се дава възможност да получават изображения от ленти от вестници, страници от списания и справочни данни от библиотеката и учебните центрове на своите телевизионни екрани.

Въз основа на OK се създават локални компютърни мрежи с различни топологии (пръстен, звезда и т.н.). Такива мрежи дават възможност за комбиниране на изчислителни центрове в единна информационна система с висока честотна лента, високо качество и защита срещу неоторизиран достъп.

Напоследък се появи ново направление в развитието на оптично-оптичните технологии-използването на средно-инфрачервения диапазон на дължината на вълната от 2 ... 10 микрона. Очаква се загубата в този диапазон да не надвишава 0,02 dB / km. Това ще позволи комуникация на дълги разстояния с регенерационни участъци до 1000 км. Изследването на флуоридни и халкогенидни стъкла с добавки на цирконий, барий и други съединения със свръхпрозрачност в инфрачервения диапазон на дължината на вълната дава възможност за допълнително увеличаване на дължината на регенерационната секция.

Очакват се нови интересни резултати при използването на нелинейни оптични явления, по-специално, солено-тонният режим на разпространение на оптичните импулси, когато импулсът може да се разпространява без да променя формата си или периодично да променя формата си по време на разпространението по влакното. Използването на това явление в оптичните влакна значително ще увеличи обема на предаваната информация и обхвата на комуникация без използването на повторители.

Много обещаващо е да се приложи във FOCL метода за честотно разделяне на каналите, който се състои в това, че излъчването от няколко източника, работещи с различни честоти, се въвежда едновременно във влакното, а в приемния край, използвайки оптични филтри, сигналите са разделени. Този метод за разделяне на канали в оптични комуникационни линии се нарича мултиплексиране или мултиплексиране с разделяне на дължината на вълната.

При изграждане на абонатни мрежи от оптични комуникационни линии, с изключение на традиционна структурателефонната мрежа от тип радиален възел осигурява организирането на пръстенни мрежи, които осигуряват икономии в кабела.

Може да се предположи, че при второто поколение FOTS усилването и трансформацията на сигналите в регенераторите ще се осъществява на оптични честоти, използвайки интегрирани оптични елементи и схеми. Това ще опрости схемите на регенеративни усилватели, ще подобри тяхната ефективност и надеждност и ще намали разходите.

В третото поколение FOTS се предполага преобразуване на речеви сигнали в оптични сигнали директно с помощта на акустични преобразуватели. Оптичен телефон вече е разработен и се работи по създаването на фундаментално нови автоматични телефонни централи, които комутират светлинни, а не електрически сигнали. Има примери за създаване на многопозиционни високоскоростни оптични превключватели, които могат да се използват за оптично превключване.

На базата на ОК и цифрови системи за предаване се създава интегрална многофункционална мрежа, включваща различни видове предаване на информация (телефония, телевизия, компютърно и ACS предаване на данни, видео телефон, фототелеграф, предаване на ленти от вестници, съобщения от банки и др. ). Цифров PCM канал със скорост на предаване 64 Mbit / s (или 32 Mbit / s) беше приет като единен.

За широкото използване на QA и FOTS е необходимо да се решат редица проблеми. Те включват преди всичко следното:

• 
  разработване на системни въпроси и определяне на технико -икономически показатели за използването на ОК в комуникационните мрежи;
• 
  масово промишлено производство на едномодови влакна, световоди и кабели, както и оптоелектронни устройства за тях;
• 
  повишаване на устойчивостта на влага и надеждността на ОК поради използването на метални обвивки и хидрофобен пълнеж;
• 
  овладяване на инфрачервения диапазон на дължината на вълната от 2 ... 10 микрона и нови материали (флуорид и халкогенид) за производството на оптични влакна, които позволяват комуникация на дълги разстояния;
• 
  създаване на локални мрежи за компютърни технологии и информатика;
• 
  разработване на изпитвателно и измервателно оборудване, рефлектометри, тестери, необходими за производството на ОК, настройка и експлоатация на оптични комуникационни линии;
• 
  механизация на технологията на полагане и автоматизация на монтажа на ОК;
• 
  подобряване на технологията за промишлено производство на оптични влакна и оптични влакна, намаляване на тяхната цена;
• 
  проучване и внедряване на режима на предаване на солитон, при който импулсът се компресира и дисперсията се намалява;
• 
  разработване и внедряване на система и оборудване за спектрално мултиплексиране ОК;
• 
  създаване на интегрирана абонатна мрежа за многофункционални цели;
• 
  създаване на предаватели и приемници, които директно преобразуват звука в светлина и светлината в звук;
• 
  увеличаване на степента на интегриране на елементите и създаване на високоскоростни възли на каналообразуващо PCM оборудване с използването на интегрирани оптични елементи;
• 
  създаване на оптични регенератори без преобразуване на оптични сигнали в електрически;
• 
  подобряване на предаването и приемането на оптоелектронни устройства за комуникационни системи, овладяване на кохерентно приемане;
• 
  разработване на ефективни методи и устройства за захранване на междинни регенератори за зонални и магистрални комуникационни мрежи;
• 
  оптимизиране на структурата на различни участъци от мрежата, като се вземат предвид особеностите на използването на системи в ОК;
• 
  усъвършенстване на оборудването и методите за честотно и времево разделяне на сигнали, предавани чрез оптични влакна;
• 
  разработване на система и устройства за оптично превключване.

Изход
Понастоящем се отвориха широки хоризонти за практическото приложение на OC и оптично-оптични предавателни системи в такива сектори на националната икономика като радиоелектроника, компютърни науки, комуникации, изчислителна техника, космос, медицина, холография, машиностроене, ядрена енергетика, и т.н.

Фиброоптиката се развива в много посоки и без нея съвременното производство и живот не са възможни.

Използването на оптични системи в кабелната телевизия гарантира високо качество на изображението и значително разширява възможностите за информационни услуги за отделни абонати.

Сензорите от оптични влакна могат да работят във враждебна среда, надеждни са, с малки размери и не подлежат на електромагнитни влияния. Те дават възможност да се оценят различни физически величини (температура, налягане, ток и т.н.) от разстояние. Сензорите се използват в нефтената и газовата промишленост, охранителни и пожароизвестителни системи, автомобилно оборудване и др.

Много обещаващо е използването на OC на електропроводи за високо напрежение (PTL) за организиране на технологична комуникация и телемеханика. Оптичните влакна са вградени във фаза или кабел. Тук каналите са силно защитени от електромагнитните ефекти на електропроводи и гръмотевични бури.

Лекотата, малкият размер, незапалимостта ОК ги направи много полезни за монтаж и оборудване самолет, кораби и други мобилни устройства.
Библиография

1. 
   Оптични комуникационни системи / Дж. Гоувър - М.: Радио и комуникация, 1989;
2. 
   Комуникационни линии / И. И. Гроднев, С. М. Верник, Л. Н. Кочановски. - М.: Радио и комуникация, 1995;
3. 
   Оптични кабели / И. И. Гроднев, Ю. Т. Ларин, И. И. Теумен. - М.: Енергоиздат, 1991;
4. 
   Оптични кабели на многоканални комуникационни линии / А. Г. Мурадян, И. С. Голдфарб, В. Н. Иноземцев. - М.: Радио и комуникация, 1987;
5. 
   Волоконни светлинни водачи за предаване на информация / J.E. Midwinter. - М.: Радио и комуникация, 1983;
6. 
   Оптично-оптични комуникационни линии / И. И. Гроднев. - М.: Радио и комуникация, 1990

Степента на развитие на едно общество до голяма степен се определя от състоянието на телекомуникациите (телекомуникациите).

Телекомуникациите осигуряват излъчване, предаване и приемане на знаци, писмен текст, изображения и звуци, съобщения и сигнали от всякакъв вид чрез проводници, радио, оптични или други електромагнитни системи. В телекомуникациите те работят с електрически сигнал, следователно, за да предават съобщения (реч, музика, текстове, документи, изображения на движещи се и неподвижни обекти) на разстояние (или за запис на магнитна лента, оптичен диск), те трябва да бъдат преобразувани в електрически сигнали, т.е. в електромагнитни вибрации. Без телекомуникациите е невъзможно да си представим не само индустрията, науката, отбраната, но и човешкия живот. Дори най -ценната информация е безполезна, ако няма комуникационни канали за нейното предаване и приемане. Броят на само битовите електронни устройства, произведени в света, отдавна надвишава броя на жителите на планетата. И това въпреки факта, че телекомуникациите, компютърните технологии и радиоелектрониката се развиха главно през последните 50 години, през последното десетилетие се появиха много видове комуникационни системи и домакински устройства, а някои - буквално през последните години.

Ако транспортът е средство за преместване на стоки и хора, то телекомуникационните системи и мрежи са „транспорт“ за „транспортиране“ на всякаква информация посредством електромагнитни вълни. Въпреки това, ако първият вид транспорт е на видно място и следователно в центъра на вниманието, тогава вторият е предимно скрит и за мнозинството изглежда като някакво просто средство за предаване на телеграми или провеждане на телефонни разговори. В крайна сметка никой не мисли (с изключение на специалистите) как стотици хиляди предаватели със средна и висока мощност и повече от милиард ниска мощност могат да работят едновременно, как с помощта на миниатюрно мобилно устройство е възможно да се предават реч, данни, изображения (досега със средна дефиниция) до почти всяка точка на нашата планета, определете вашето местоположение и направете необходимите компютърни изчисления.

Всяко от направленията в развитието на технологиите за предаване на съобщения (телеграфия, телефония, предаване на данни, факсимилна комуникация, телевизия, излъчване на звук и др.) И устройства за тяхното приемане (телеграфи, телефони, факсове, телевизори, радиостанции и др.) Има собствената история на изобретението, създаването и работата. Имената на много изобретатели са известни, но в редица случаи е трудно да се припише на някой сам първенството при изобретяването на определени технически средства за предаване и приемане на съобщения. Нека отбележим само най -забележителните етапи в развитието на тези области на технологиите.

През 1792 г. е построена първата линия за предаване на сигнал от семафор (от френските изобретатели братя К. и И. Шапе), свързваща Париж и Лил (225 км). Сигналът измина целия път за 2 минути. Устройството за предаване на съобщения се нарича „тахиграф“ (буквално курсив), а по -късно - „телеграф“.

Оптичният телеграф представляваше верига от кули, разположени на върховете на хълмовете, на разстояние на видимост. Всяка кула беше оборудвана с вертикален стълб с три фиксирани напречни греди: една дълга хоризонтална и две къси, подвижно прикрепени към краищата й. С помощта на специални механизми напречните греди променят позицията си, така че да могат да се оформят 92 различни форми. Chappe избра 8400 от най -често използваните думи и ги подреди в кодовата книга на 92 страници по 92 думи всяка. От кула на кула първо се предаваше номера на страницата, а след това и номера на думата върху нея.

Телеграфът на Чап е широко разпространен през 19 век. През 1839–54 г. работи най -дългата оптична телеграфна линия Петербург - Варшава (149 станции, 1200 км). Чрез него за 35 минути беше предадена телеграма, съдържаща 100 символни сигнала. Оптичните телеграфи с различен дизайн са в експлоатация от около 60 години, въпреки че не осигуряват (поради метеорологичните условия) висока надеждност и надеждност.

Откритията в областта на електричеството допринесоха за постепенното превръщане на телеграфа от оптичен в електрически. През 1832 г. руският учен П. Л. Шилинг демонстрира в Санкт Петербург първия в света практически използваем електромагнитен телеграф. Първите такива комуникационни линии осигуряват предаване на 30 думи в минута. Значителен принос в тази област е направен от американския изобретател С. Морс (през 1837 г. той предлага кода

- азбука на Морз, а през 1840г. създаде апарат за самостоятелно търсене, който след това се използва по телеграфните линии на всички страни повече от сто години), руският учен Б.С. Якоби (през 1839 г. предложи апарат за директно отпечатване, през 1840 г.-метод за електрохимичен запис), английският физик Д. Хюз (през 1855 г. разработи оригинална версия на електромеханичен апарат за директно отпечатване), немският електроинженер и предприемач Е. Сименс (през 1844 г. подобри апарата на Б.С. Якоби), френският изобретател Ж. Бодо (през 1874 г. предложи метод на предаване на няколко сигнала по една физическа линия - временно запечатване; най -практичното разпространение е получено от устройствата на Бодо за двойна телеграфия, които са работили почти до средата на 20 -ти век със скорост от 760 знака в минута, в чест на заслугите на Бодо в 1927 г. единицата за телеграфна скорост е кръстена на него), италианският физик Г. Казели (през 1856 г. той предлага метод за фотографска телеграфия и го прилага в Русия през 1866 г. по линията Петербург-Москва). Интересно е да се отбележи, че повечето от създателите на телеграфни устройства са били добре закръглени личности. Така Пьотър Львович Шилинг е военен инженер, ориенталист и дипломат, по -късно член на Петербургската академия на науките; Самюъл Морс е професор по рисуване в Нюйоркския университет през 1837 г. През 1866 г. работата по полагането на първия кабел през Атлантическия океан е завършена. Впоследствие всички континенти бяха свързани с няколко подводни комуникационни линии, включително оптичен кабел.

През 1876 г. американският изобретател А. Г. Бел получава патент за първия практически използваем телефонен апарат, а през 1878 г. в Ню Хейвън

(САЩ) е въведена първата телефонна централа. В Русия първите градски телефонни централи се появяват през 1882 г. в Санкт Петербург, Москва, Одеса и Рига. Автоматична телефонна централа (PBX) с въведен стъпков търсач

1896 г. (Аугуста, САЩ). През 1940 -те години. Създават се координатни автоматични телефонни централи, през 60 -те години - квазиелектронни, а през 70 -те години се появяват първите образци на електронни автоматични телефонни централи. Развитието на телекомуникациите протича паралелно в много области: телеграфия, телефония, кабелно излъчване на звук, радиоразпръскване, радиокомуникации, факсимилни комуникации, телевизия, предаване на данни, клетъчни радиокомуникации, лични спътникови комуникации и др.

През 1906 - 1916г. са измислени различни вакуумни електронни тръби (Lee de Forest - САЩ, R. Lieben - Германия, V.I. затихващи трептения), усилватели, модулатори и други устройства, без които нито една предавателна система не може.

Усилвателите на електрически сигнали направиха възможно увеличаването на обхвата на кабелната телефонна комуникация чрез използването на междинни усилватели, а разработването на висококачествени електрически филтри проправи пътя за създаването на многоканални системи за предаване с мултиплексиране с честотно разделение.

Развитието на телефонията допринесе за въвеждането на кабелно излъчване на звук, при което звукови програми се предават по отделни кабели от телефонните проводници. Еднопрограмно кабелно излъчване е стартирано за първи път в Москва през 1925 г. с въвеждането на 40-ватов блок, обслужващ 50 високоговорителя, инсталирани по улиците. От 1962 г. е въведено 3-програмно кабелно излъчване, при което две допълнителни програми се предават едновременно с първия метод на амплитудна модулация на носители с честоти 78 и 120 kHz. В редица страни се излъчват допълнителни звукови програми по телефонни мрежи.

Теоретичните и експериментални изследвания на много учени, на първо място М. Фарадей, Д. Максуел и Г. Херц, създали теорията за електромагнитните трептения, са в основата на широкото използване на електромагнитни вълни, включително създаването на безжични, т.е. радиопредавателни системи. Важна стъпка в историята на телекомуникациите е изобретяването на радио от А. С. Попов през 1895 г. и безжичния телеграф от Г. Маркони през 1896–97 г. Първата в света семантична радиограма, посветена на 12 март 1896 г. на А.С. Попов, съдържаше само две думи „Хайнрих Херц“, като почит към паметта на големия учен, който отвори вратата към света на радиото. Оттогава използването на електромагнитни вълни с все по -високи честоти започва да предава съобщения. Това послужи като тласък за организирането на радиоразпръскване и появата на приемници за излъчване - първите домакински радиоелектронни устройства. Първите излъчвания започват през 1919-20 г. от радиолабораторията в Нижни Новгород и от експериментални радиостанции в Москва, Казан и други градове. Към същото

началото на редовното излъчване в САЩ (1920 г.)

v Питсбърг и Западна Европа (през 1922 г.) в Лондон.

V У нас редовното радиоразпръскване започна преди повече от 65 години и сега се осъществява на дълги, средни и къси вълни по метода на амплитудната модулация, както и във УКВ обхвата (метровите вълни) по метода на честотната модулация. Стерео програмите се предават във VHF обхвата. Развитието на радиоразпръскването следва пътя на въвеждане на цифрови технологии във всички области на подготовка, предаване, запис и приемане на програми. Редица държави въведоха системи за цифрово излъчване, базирани на DRM и DAB стандарти.

През 1935 г. между Ню Йорк и Филаделфия (разстояние 150 км) е изградена радиовръзка за 5 телефонни канала, работещи в обхвата на метровите вълни, постоянно разпространяващи се в линията на видимост. Това беше верига от предавателни и приемащи радиостанции (две терминални и две (след 50 км) междинни-релейни), разделени една от друга на разстояние на видимост на техните антени. Така се появи новия видрадиокомуникации - радиорелейни комуникации, при които по -късно преминават в диапазоните на дециметрови и сантиметрови вълни. Отличителна черта на радиорелейните системи за предаване е възможността едновременно да работят огромен брой такива системи в един и същ честотен диапазон без взаимни смущения, което се обяснява с възможността за използване на антени с висока насоченост (с тесен радиационен модел).

За да се увеличи разстоянието между станциите, техните антени се монтират на мачти или кули с височина 70-100 м и по възможност на издигнати места. В тези диапазони е възможно да се предават големи количества информация, освен това нивото на атмосферни и промишлени смущения е ниско тук. Радиорелейните системи са по-бързо разгърнати (изградени), осигуряват по-голяма икономия на цветни метали в сравнение с кабелните (коаксиални) линии. Въпреки силната конкуренция от оптични и сателитни системи, радиорелейните системи са незаменими в много случаи - за предаване на всяко съобщение (по -често телевизионни изображения) от мобилно превозно средство до приемаща станция с тесен лъч от радиовълни. Съвременните радиорелейни системи са предимно цифрови.

V 1947 г. първото съобщение за цифрова предавателна система симпулсно-кодова модулация (PCM), разработена от Bell (САЩ). Тъй като е направен на лампи (транзисторите все още не съществуват), той е много тромав, консумира много електроенергия и има ниска надеждност. Едва през 1962 г. е пусната в експлоатация цифрова многоканална телекомуникационна система (MSTK) с разделяне на каналите по време (PCM-24). Днес цифровите SITC и съответните мрежи са изградени на базата на синхронна цифрова SDH - SDH йерархия (с базова скорост 155,52 Mbit / s - STM -1, всички останали STM -n, които са в основата на SDH оборудването, осигуряват обмен на информация при кратни на основната скорост) и по оптичен кабел.

През 1877-80г. М. Сенлец (Франция), А. де Пайва (Португалия) и П. И. Бахметиев (Русия) предложиха първите проекти на механиката

телевизия. Създаването на телевизия е улеснено от откритията на много учени и изследователи: А. Г. Столетов, създаден през 1888-90 г. основни закони на фотоелектрическия ефект; К. Браун (Германия) изобретил катодно лъчевата тръба през 1897 г .; Lee de Forest (САЩ) създава триелектродна лампа през 1906 г .; J. Byrd (Англия), C. F. Jenkins (САЩ) и L. S. Theremin (СССР) също правят значителен принос. Замах през 1925-26. Началото на телевизионното излъчване в страната на механична телевизионна система с диск Нипков (30 реда и 12,5 кадъра / сек) се счита за 1931 г. Поради тясната честотна лента, заета от сигнала на тази система, тя се предава чрез радиостанции в дълги и средни вълни ... Първите експерименти върху електронната телевизионна система са проведени през 1911 г. от руския учен Б. Л. Росинг. Значителен принос за формирането на електронна телевизия имат и: А. А. Чернишев, К. Ф. Дженкинс. А. П. Константинов, С. И. Катаев, В. К. Зворикин, П. В. Шмаков, П. В. Тимофеев и Г. В. Брауд, които предлагат оригинални проекти за различни предавателни тръби. Това направи възможно създаването на първите телевизионни центрове в страната през 1937 г. - в Ленинград (за 240 реда) и Москва (за 343 реда, а от 1941 г. - за 441 реда). От 1948 г. излъчването започва по електронната телевизионна система с разлагане на 625 реда и 50 полета / сек, тоест според стандарта, който сега се приема от повечето страни по света (в САЩ през 1940 г. стандартът е приет за 525 реда и 60 полета / с).

Работата на много учени и изобретатели по предаването на цветни изображения (А. А. Полумордорвинов предложи през 1899 г. първия проект на цветна телевизионна система, IAAdamian през 1926 г. - трицветна последователна система) послужи като основа за създаването на различни цветове телевизионни системи. Изследователите и разработчиците на системата за цветна телевизия (DTV) за излъчване бяха изправени пред трудна задача: да създадат система, която да бъде взаимно съвместима с вече съществуващата черно -бяла телевизионна система. За тази цел DTV сигналът трябва да се приема от черно-бели телевизори в черно и бяло, а черно-белият телевизионен сигнал-от цветни телевизори също в черно и бяло. Отне много години, за да се реши успешно този проблем. В края на 1953 г. излъчването в системата на NTSC DTV (кръстено на националния комитет за телевизионни системи, който я разработи) започва в САЩ. В тази система се генерира пълен цветен телевизионен сигнал като сума от сигнала за яркост и хромност. Последният е цветова подносеща, модулирана с два сигнала за разлика в цвета по метода на квадратурна модулация. Самият метод за предаване на всякакви две съобщения на една подносеща (с фазово изместване с 90 °) е предложен през 40 -те години на ХХ век от съветския учен Г. Момот.

Въпреки инженерната простота на конструиране на кодиращи и декодиращи устройства, системата NTSC не получи широко разпространение поради строгите изисквания за характеристиките на оборудването и комуникационните канали. Отне 14 години, за да се разработят други DTV системи (PAL и SECAM), които са по -малко чувствителни

за изкривяване на сигналите в предавателния канал. PAL е предложен в Германия и SECAM във Франция. Стандартът SECAM, приет за излъчване, беше финализиран от съвместните усилия на съветски и френски учени. DTV системите NTSC, PAL и SECAM се наричат ​​композитни (от композитен - композитен, сложен сигнал) за разлика от компонентните системи, при които яркостта и разликата в цветовете (компоненти) сигнали се предават отделно.

V понастоящем телевизионното излъчване в света се осъществява по трите посочени аналогови системи в разпределените участъци от метрови и дециметрови вълни; в този случай изображението се предава по метода на амплитудна модулация на носителя, а саундтракът се предава по метода на честотна модулация на друг носител (само един стандарт (L) използва амплитудна модулация). Аналоговото излъчване постепенно се заменя с цифрово. Брой цифрови телевизионни програми по стандарт DVB-S, който може да бъде получен от сателити, значително надмина броя на аналоговите. Хиляди изкуствени земни спътници са изстреляни в различни космически орбити, с помощта на които: директна многопрограмна телевизия

– и излъчване, радиовръзка, местоположение (координати) на обекти, предупреждение за бедствие, лична сателитна комуникация и много други функции.

V В САЩ през 1998 г. започва преходът към цифрова телевизия с висока разделителна способност (HDTV) съгласно стандарта ATSC (разрешени са 18 опции, различни по броя на линиите на разлагане - от 525 до 1125, вида на сканирането и честотата на полетата (кадрите)). В Европа няма такава категоризация при прехода към цифрова HDTV, тъй като се смята, че потенциалът на стандарта от 625 линии все още не е напълно изчерпан. Независимо от това се произвежда оборудване за HDTV (1250 реда) (специално за заснемане) и се провеждат отделни излъчвания.

За предаване на телевизионни програми на населението се използват радиосистеми: наземни в диапазоните MW и UHF, директно сателитно приемане, микровълнова клетъчна (MMDS, LMDS, MVDS), както и системи за кабелна телевизия (коаксиални, оптични, хибридни) . Системите на KTV придобиват все по -голяма тежест (от достъп до Интернет, поръчване на телевизионни програми и получаване на други услуги).

Експериментална черно-бяла и цветна стерео телевизионна система е създадена през 1960-те-1970-те години. колектив под ръководството на П. В. Шмаков в Ленинград. Въвеждането на стерео телевизия в излъчването се ограничава главно от липсата на ефективно, сравнително евтино и просто устройство за показване (екран). Думите на П.В. Предложението на Шмаков да използва самолети за предаване на телевизионни програми на големи площи стана широко разпространено в системите за сателитно радио и телевизионно излъчване. Началото беше поставено

v 1965 г., когато в СССР е изстрелян изкуствен спътник на Земята (AES)"Lightning-1" с приемо-предавателно релейно оборудване. Днес, в различни орбити около Земята, се въртят няколко хиляди спътника, имащи

различни цели. За директно приемане на телевизионни програми от спътника оптималното е геостационарна орбита, въртяща се по която сателитът се оказва неподвижен спрямо всяка точка на Земята в границите на радио видимост. С тяхна помощ се препредават не само телевизионни програми (няколкостотин в европейските страни), но и програми за звуково излъчване, лична радиокомуникация и широколентов достъп до Интернет, както и редица други функции.

Изключително откритие на 20 век. е създаването на транзистора през 1948 г. от W. Shockley, W. Brattain и J. Bardeen, които получиха Нобелова награда 1956 г. Успехът на полупроводниковата електроника и особено появата на интегрални схеми предопределиха бързото развитие на всички технически средства за предаване на съобщения чрез електрически средства и съответните устройства за тяхното приемане и записване. В допълнение към стационарните радио и телевизори се появиха преносими и автомобилни и дори лични „джобни“ видео оборудвания.

Работите на съветските учени Н.Г. Басова, А.М. Прохоров и американският учен К. Таунс, който също получи Нобелова награда, направиха възможно през 1960 г. създаването на лазер - високоефективен източник на оптично излъчване. Оптично -оптичните предавателни системи (FOTS), използващи полупроводникови лазерни диоди и оптични влакна, са станали реалност от 1970 г., когато в САЩ е произведено ултрачисто стъкло. FOTS откри нова ера в технологиите за насочване. Поради тяхната нечувствителност към електромагнитни смущения, стелт, ниско затихване на предаваните оптични сигнали (по -малко от 0,01 dB / km), висока честотна лента (повече от 40 Gbit / s), те нямат конкуренти сред съществуващите физически преносни линии. Изключение правят захранващите линии (коаксиален кабел или вълновод), които се използват за подаване на модулирани високочестотни трептения към радиопредавателни станции. Изграждат се фотонни мрежи, т.е. всички оптични, както и пасивни, които не съдържат електрически или оптични усилватели.

V у нас е създадена достатъчно развита гръбначна мрежа за предаване на всякакъв вид информация чрезоптични комуникационни линии с достъп до международни линии.

V 1956 г. е създаден първият професионален видеорекордер (VM) за запис на цветни телевизионни изображения на магнитна лента (САЩ, компания "Ampex", ръководена от родом от Русия), теглото му е 1,5 тона. Днес видеокамера (телевизионна предаваща камера с вграден видеорекордер) с разширени функции се побира в дланта ви. От 1969 г. започва развитието на битови магнитни видеозаписи, както и производството на студийни видеорекордери с малки размери, а след това и видеокамери. Голямото търсене на VM предизвика конкуренция сред производителите (главно от Япония).

V В началото се произвеждаха виртуални машини на аналогови формати: U-matic, видеорекордер (1970); Betamax, VCR-LR, VHS (1975); Betacam, Video-2000 (1979); S-VHS (1981 г.

г.), Видео-8 (1988). Но вече през 1986 г. се появява първият формат (D-1) за цифров видео запис на магнитна лента на DTV сигнали, а след това D-2 (1987), D-3

(1990) и D-5 (1993). Тези виртуални машини са проектирани да записват цифрови потоци без компресия при скорости съответно 225, 127, 125 и 300 Mbit / s: D-1 и D-5-компонентни сигнали, D-2 и D-3-композитни сигнали. Успешното внедряване на алгоритми за компресия-премахване на излишъка в телевизионните изображения (MPEG семейство стандарти), което значително намали битовата скорост на цифровия поток, използването на методи за кодиране с имунна защита срещу шума и спектрално ефективни многопозиционни модулационни методи отвориха пътя за внедряване на цифрово телевизионно излъчване: появи се възможност в стандартен телевизионен радио канал (широк 8 MHz) за вътрешния стандарт и повечето други), вместо един аналог, предавайте 5 - 6 цифрови телевизионни програми със стереофоничен саундтрак и допълнителна информация . Това беше взето предвид при разработването на нови формати за цифров запис на магнитна лента като компонентни сигнали със стандартна разделителна способност.

(Betacam SX, Digital Betacam, D-7 (DVSPRO), DVSPRO50, D-9 (цифри), DVCAM, MPEG IMX и др.) И високо (D5-HD, D-6, CAM-HD, DVSPROHD и др.) ). Създателите на повечето от форматите са японски компании, както и разработчиците на три стандарта за запис на цифрови аудио сигнали на магнитна лента R-DAT (1981), S-DAT (1982) и изтриваем диск-E-DAT (1984) ).

През 1977 г. Philips и Sony съвместно разработиха цифрова версия на диска - компактен диск за възпроизвеждане на лазерен плейър. От около 1985 г. започва производството на DVD дискове (еднослойни, двуслойни, едностранни и двустранни, презаписваеми и презаписваеми) и свързаното с тях оборудване. Появиха се преносими телевизионни камери с оптичен DVD рекордер. Ерата на безкасетна подготовка и производство на телевизионни програми започна със съхранение на информация на дискови устройства, видео сървъри с широко използване на софтуерно контролирани комплекси.

Съвременното общество не може да бъде представено не само без телекомуникации, но и без персонални компютри, локални, корпоративни мрежи за предаване на данни и глобалния Интернет. Всички видове телекомуникации и компютърни технологии са интегрирани. Цифровите мрежи и системи са програмно контролирани и синхронизирани; цифровите сигнали се обработват по -често с помощта на микропроцесори, сигнални процеси и се формират от софтуер (например COFDM - методът на модулация и разделяне на честотата на няколко хиляди ортогонални носители се прилага в софтуера, тъй като е трудно да се внедри хардуер и е широко използван в много цифрови радиопредавателни системи).

Всичко започна с най -простите устройства, които помогнаха на човек да извърши определени изчисления (сметки, добавяне на машина, калкулатор). Първите електронни компютри са създадени за решаване на изчислителни проблеми с голямо количество изчисления.

Съгласно закона на Министерството на отбраната на САЩ от 1942 до 1946 г. в Университета на Пенсилвания, ENIAC (Electronic Numerical

Интегратор и автоматичен калкулатор - електронен изчислителен интегратор и автоматичен калкулатор), който е бил използван в балистичната лаборатория. Оборудването беше разположено в много шкафове, заемаше голямо помещение (~ 80 м2), поразително със своите размери и тегло (30 тона, 18 хиляди вакуумни тръби), изключително ниска производителност (10 - 20 хиляди операции в секунда) - отнеха 3 милисекунди за умножаване на две числа. Това е трудно за собственика на лаптоп да повярва. Компютърът MESM, създаден през 1946-1947 г., принадлежи към първото поколение. в СССР.

Второто поколение (1960 - 1969) е разработено с помощта на полупроводникови устройства (IBM - 701, САЩ; BESM -4, BESM -6, СССР). Производителността се увеличи до 100-500 хиляди op / s, но размерите бяха още по-големи. Третото поколение компютри (IBM-360, САЩ; EC-1030, EC-1060,

СССР) са създадени през 1970-1979 г. върху микросхеми с ниска степен на интеграция, използващи операционни системи и споделяне на времето. Основната цел са автоматизирани системи за управление, научни и технически задачи, системи за автоматизирано проектиране. Компютри от четвърто поколение (1980 - 1989 г.) са изградени върху големи интегрални схеми и микропроцесори със скорост от десетки и стотици милион об / сек (ILLIAC4, CRAY, САЩ; Елбрус, PS -2000, СССР и др.). Разшири се и обхватът на тяхното приложение - сложни производствени и социални задачи, управление, автоматизирани работни станции, комуникации.

Едновременно със създаването на големи компютри интензивно се развива класът микрокомпютри, персонални компютри (персонални компютри). Първият микрокомпютър се появява през 1971 г. в САЩ на базата на 4-битов микропроцесор, което дава възможност за драстично намаляване на масата и размерите на изчислителните устройства. Както при мейнфреймовете, първото поколение персонални компютри бяха хардуерно и софтуерно несъвместими. С появата на IBM PC през 1981 г. ситуацията започва да се променя към създаването на съвместими компютри със значително по -голяма битова дълбочина и изчислителна точност. Огромното търсене на високоскоростни компютри с разширена функционалност беше тласък за подобряване на микропроцесорите, които нараснаха от 4 през 1971 г. на 32 през 1986 г., а тактовата честота от 0,5 до 25 MHz. Съвременните процесори са 64-битови на над 4 GHz.

Развитието на радиокомуникациите следва пътя на овладяване на диапазоните на все по -високи честоти, в които може да се предава много по -голямо количество информация. Имаше много нерешени проблеми при ефективното компресиране на предаваните сигнали, кодирането, защитено от шума и създаването на спектрално ефективни методи за цифрова модулация, и покриването на големи площи с многопрограмно излъчване. Нерешена беше и задачата за осигуряване на двупосочна радио комуникация с абонат, който е на път или няма достъп до обществената телефонна мрежа. Ведомствени системи за професионална мобилна радиотелефонна комуникация (за линейки, контрол на пътното и въздушното движение и др.) Са създадени през 70 -те години на ХХ век (вътрешни системи "Алтай", "Лен",

"Вилия" и други). Те бяха преносими предавателни и приемащи радиостанции и следователно не бяха предназначени за масово използване. Това изискваше да ги направите преносими и леки, както и да намерите начини за повторно използване на едни и същи честоти от различни абонати в условия на ограничен честотен ресурс.

Първи се появиха еднопосочни радиокомуникационни системи - пейджингови системи (лични радио разговори). Те ви позволяват да изпращате кратки текстови съобщения до всеки, който има преносим пейджър приемник. Показването на получените буквено -цифрови знаци се извършва на малък екран (индикатор) на приемника. Текстът на такива съобщения с посочване на номера на абоната първо се предава по телефонната линия до базовата станция, а оттам операторът го предава на пейджъра на получателя. Това беше голямо постижение по онова време. В бъдеще стана възможно не само да се получават съобщения, но и да се отговаря на тях с няколко стандартни фрази, свързани в паметта на пейджъра.

Така се раждат клетъчните мобилни радиокомуникационни системи, чийто основен принцип е клетъчната конструкция и разпределението на честотата. Областта на обслужване е разделена на голям брой малки клетки ("клетки" - шестоъгълници) с радиус от R от 1,5 до 3 км, обслужвани от отделна базова радиостанция с ниска мощност. Колекция от например седем клетки образува клъстер със съответните номера на използваните честоти. В съседни клъстери се използват същите честоти, но присвоени на клетките, така че разстоянието между центровете на клетките (различни клъстери) със същите честоти да е 4,5R - достатъчно, за да се изключи взаимното влияние.

Първите SPR бяха аналогови, след това навсякъде - цифрови. Тяхната функционалност постепенно се разширява - от двустранно предаване само на реч до предаване на данни, неподвижни и движещи се изображения (засега със средно качество). Областта на обслужване също се е увеличила - от малка площ на града до държавата като цяло и при наличието на международни споразумения - на територията на други държави. Към края на 1996 г. (преди 10 години) броят на абонатите на LDS в света беше малко над 15 млн. Днес само в нашата страна има повече от 4 милиона абонати, а повече от 2 милиарда от тях в света.

Трябва да се отбележи още едно постижение от края на 20 -ти век - създаването на семейството на стандарти xDSL (Digital Subscribez Line), предназначени да увеличат значително пропускателната способност на усукана медна двойка, използвана в абонатната секция към УАТС (оттук и името "последната миля" "). Използването на нови видове многопозиционна модулация позволява предаване на големи количества информация през медна двойка с тесен диапазон: във версия ADSL - от абоната до автоматичната телефонна централа - със скорост 16 - 640 kbps, до абоната - 6 Mbps на разстояние 2,7 км, а във VDSL - е осигурено предаване със скорост 52 Mbit / s (PBX - абонат) за разстояние до 300 м. Не толкова отдавна се смяташе, че такъв каналът изобщо не може да предава телевизионен сигнал. По този начин, с

Технологията VDSL може да предава до 10 цифрови телевизионни програми (5 Mbps на програма) с качество на излъчване, което е колосално постижение.

Историята на развитието на комуникационните линии в Русия Първата въздушна линия за дълги разстояния е построена между Санкт Петербург и Варшава през 1854 г. През 1870-те години е въведена въздушна комуникационна линия от Санкт Петербург до Владивосток L = 10 хил. Км. операция. През 1939 г. е пусната в експлоатация високочестотна комуникационна линия от Москва до Хабаровск L = 8 300 хил. Км. През 1851 г. е положен телеграфен кабел от Москва до Санкт Петербург, изолиран с гутаперчова лента. През 1852 г. през Северна Двина е положен първият подводен кабел.През 1866 г. е пусната в експлоатация кабелна трансатлантическа телеграфна комуникационна линия между Франция и САЩ

Историята на развитието на комуникационните линии в Русия През годините в Русия са построени първите въздушни градски телефонни мрежи (кабелът се състои от до 54 ядра с изолация от въздушна хартия) През 1901 г. започва изграждането на подземна градска телефонна мрежа започна в Русия. намотка за изкуствено увеличаване на индуктивността. От 1917 г. на линията е разработен и изпитан телефонен усилвател на електронни тръби, през 1923 г. е осъществена телефонна връзка с усилватели по линията Харков-Москва-Петроград. От началото на 30 -те години започнаха да се развиват многоканални системи за предаване на базата на коаксиални кабели.

Историята на развитието на комуникационните линии в Русия През 1936 г. е пусната в експлоатация първата коаксиална ВЧ телефонна линия за 240 канала. През 1956 г. е изградена подводна коаксиална телефонна и телеграфна линия между Европа и Америка. През 1965 г. се появяват първите експериментални вълноводни линии и криогенни кабелни линии с много ниско затихване. До началото на 80-те години оптичните комуникационни системи бяха разработени и тествани в реални условия.

Видове комуникационни линии (Ls) и техните свойства Има два основни типа Ls: - линии в атмосферата (радиолинии RL) - насочващи предавателни линии (комуникационни линии). типични дължини на вълните и радиочестотни диапазони Ултра дълги вълни (VLW) Дълги вълни (LW) Средни вълни (MW) Къси вълни (HF) Ултра къси вълни (VHF) Дециметрови вълни (DCM) Микровълнова печка(CM) Милиметрови вълни (MM) Оптичен обхват km (kHz) km (kHz) 1,0 ... 0,1 km (0, MHz) m (MHz) m (MHz), 1 m (0, GHz) cm (GHz) mm (GHz), 1 μm

Основните недостатъци на RL (радиовръзка) са: -зависимост на качеството на комуникацията от състоянието на предавателната среда и електромагнитни полета на трети страни; -ниска скорост; недостатъчно висока електромагнитна съвместимост в обхвата на метровите вълни и по -високи; - сложността на предавателното и приемното оборудване; - теснолентови системи за предаване, особено при дълги вълни и по -високи.

За да се намалят недостатъците на радара, се използват по -високи честоти (сантиметър, оптични диапазони) дециметрови милиметрови диапазони. Това е верига от повторители, монтирани на всеки 50 км-100 км. RRL ви позволява да получавате броя на каналите () на разстояния (до км); Тези линии са по-малко податливи на смущения, осигуряват доста стабилна и висококачествена връзка, но степента на сигурност на предаването по тях е недостатъчна. Радиорелейни линии (RRL)

Диаметър на дължината на вълната на сантиметъра. SL позволяват многоканална комуникация на "безкрайно" разстояние; Сателитни комуникационни линии (SL) Предимства на SL - голяма зона на покритие и предаване на информация на дълги разстояния. Недостатъкът на SL е високата цена на изстрелването на сателит и сложността на организирането на двустранна телефонна комуникация.

Предимства на насочващите локални мрежи - високо качество на предаване на сигнал, - висока скорост на предаване, - голяма защита от влиянието на полета на трети страни, - относителна простота на крайните устройства. Недостатъци на насочването на лекарства - висока цена на капитала и оперативни разходи, - относителната продължителност на установяване на връзка.

Радарът и LS не се противопоставят, а се допълват.В момента сигналите от постоянен ток към оптичния честотен диапазон се предават по комуникационни линии, а диапазонът на работните дължини на вълните се простира от 0,85 микрона до стотици километри. - кабел (CL) - въздух (VL) - оптично влакно (FOCL). Основните видове целеви лекарства:

ОСНОВНИ ИЗИСКВАНИЯ ЗА КОМУНИКАЦИОННИ ЛИНИИ - комуникация на разстояния до км в рамките на страната и до международна комуникация; -Широколентов достъп и годност за предаване на различни видове съвременна информация (телевизия, телефония, предаване на данни, излъчване, предаване на ленти от вестници и др.); -защита на вериги от взаимни и външни смущения, както и от гръмотевични бури и корозия; - стабилност на електрическите параметри на линията, стабилност и надеждност на комуникацията; - ефективността на комуникационната система като цяло.

Съвременно развитиекабелна технология 1. Преобладаващото развитие на коаксиални системи, които правят възможно организирането на мощни комуникационни лъчи и предаването на телевизионни програми на дълги разстояния чрез комуникационна система с един кабел. 2. Създаване и внедряване на обещаващи комуникационни канали, които осигуряват голям брой канали и не изискват оскъдни метали (мед, олово) за тяхното производство. 3. Широко въвеждане на пластмаси (полиетилен, полистирол, полипропилен и др.) В кабелната технология, които имат добри електрически и механични характеристики и ви позволяват да автоматизирате производството.

4. Въвеждане на алуминиеви, стоманени и пластмасови обвивки вместо оловни. Обвивките трябва да са херметични и да гарантират стабилността на електрическите параметри на кабела през целия експлоатационен живот. 5. Разработване и въвеждане в производството на рентабилни проекти на вътрешнозонови комуникационни кабели (еднокоаксиални, едноквадрантни, небронирани). 6. Създаване на екранирани кабели, които надеждно защитават предаваната през тях информация от външни електромагнитни влияния и гръмотевични бури, по-специално кабели в двуслойни обвивки като алуминиева стомана и алуминиев олово.

7. Увеличаване на диелектричната якост на изолацията на комуникационните кабели. Съвременният кабел трябва едновременно да притежава свойствата както на високочестотен кабел, така и на захранващ електрически кабел и да осигурява предаването на токове с високо напрежение за дистанционно захранване на неуправляеми усилващи точки на дълги разстояния.

Централният офис на компанията се намира в столицата на Казахстан - град Астана. В компанията работят около 30 хиляди души. Казахтелеком АД има регионални подразделения във всеки регион на страната и предоставя комуникационни услуги в цялата страна.

Въведение. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .3
Глава 1. Обща характеристика на предприятието. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .4
1. Историческа справка. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 4
2. Организационна структура на предприятието. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 5
3. Организация на производствения процес. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 7
4. Основни икономически и финансови показатели. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... осем
Глава 2. Маркетингови изследвания на ОАО „Ростелеком“. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 12
Глава 3 Заключения и предложения за цялото тяло на доклада. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .17
Заключение. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .двайсет
Библиография. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 21

Файлове: 1 файл

1. Историята на развитието на комуникационните линии

Комуникационните линии възникват едновременно с появата на електрическия телеграф. Първите комуникационни линии бяха кабелни. Въпреки това, поради несъвършения дизайн на кабелите, подземните кабелни комуникационни линии скоро отстъпиха място на въздушните. Първата въздушна линия за дълги разстояния е построена през 1854 г. между Санкт Петербург и Варшава. В началото на 70 -те години на миналия век е изградена въздушна телеграфна линия от Санкт Петербург до Владивосток с дължина около 10 хиляди км. През 1939 г. е пусната в експлоатация най-голямата в света високочестотна телефонна магистрала Москва-Хабаровск с дължина 8300 км.

Създаването на първите кабелни линии е свързано с името на руския учен П.Л. Шилинг. Още през 1812 г. Шилинг в Санкт Петербург демонстрира експлозиите на морски мини, използвайки за тази цел изолиран проводник, който е създал.

През 1851 г. едновременно с изграждането на железницата между Москва и Санкт Петербург е положен телеграфен кабел, изолиран с гутаперча. Първите подводни кабели са положени през 1852 г. през Северна Двина и през 1879 г. през Каспийско море между Баку и Красноводск. През 1866 г. е въведена в експлоатация кабелна трансатлантическа телеграфна линия между Франция и САЩ.

През 1882-1884г. първите градски телефонни мрежи в Русия са изградени в Москва, Петроград, Рига, Одеса. През 90 -те години на миналия век първите кабели с до 54 ядра бяха спряни в градските телефонни мрежи на Москва и Петроград. През 1901 г. започва изграждането на подземната градска телефонна мрежа.

Първите проекти на комуникационни кабели, датиращи от началото на 20 -ти век, направиха възможно извършването на телефонно предаване на къси разстояния. Това бяха така наречените градски телефонни кабели с въздушно-хартиена изолация от жила и усукването им по двойки. През 1900-1902г. беше

беше направен успешен опит за увеличаване на разстоянието на предаване чрез изкуствено увеличаване на индуктивността на кабелите чрез включване на индуктивните бобини във веригата (предложението на Пупин), както и с използване на проводящи жила с феромагнитна намотка (предложение на Краруп). Подобни методи на този етап направиха възможно увеличаването на обхвата на телеграфните и телефонните комуникации няколко пъти.

Важен етап в развитието на комуникационните технологии е изобретението, а от 1912-1913г. овладяване на производството на електронни тръби. През 1917 г. V.I. Коваленков разработи и тества на линията телефонен усилвател на базата на електронни лампи. През 1923 г. е установена телефонна връзка с усилватели по линията Харков-Москва-Петроград.

Развитието на многоканални системи за предаване започва през 30 -те години на миналия век. Впоследствие желанието за разширяване на спектъра на предаваните честоти и увеличаване на капацитета на линиите доведе до създаването на нови видове кабели, така наречените коаксиални. Но масовото им производство се отнася само за 1935 г., по времето на появата на нови висококачествени диелектрици като ескапон, високочестотна керамика, полистирол, стирофлекс и др. Тези кабели могат да предават мощност при токове до няколко милиона херца и да позволяват предаването на телевизионни програми на дълги разстояния. Първата коаксиална линия за 240 HF телефонни канали е положена през 1936 г. Първите трансатлантически подводни кабели, положени през 1856 г., се използват само за телеграфна комуникация, а само 100 години по -късно, през 1956 г., е изградена подводна коаксиална магистрална линия между Европа и Америка за многоканална телефония.

През 1965-1967г. се появиха експериментални вълноводни комуникационни линии за предаване на широколентова информация, както и криогенни свръхпроводящи кабелни линии с много ниско затихване. От 1970 г. се работи активно за създаване на световоди и оптични кабели, използващи видимо и инфрачервено излъчване в диапазона на оптичните дължини на вълните.

Развитието на оптично влакно и производството на полупроводникови лазери непрекъснато са изиграли решаваща роля за бързото развитие на оптично-оптична комуникация. До началото на 80-те години оптичните комуникационни системи бяха разработени и тествани в реални условия. Основните области на приложение на такива системи са телефонната мрежа, кабелната телевизия, вътрешнообектните комуникации, компютърните технологии, системите за наблюдение и управление на технологичните процеси и др.

Градски и междуградски оптични комуникационни линии са поставени в Русия и други страни. На тях е отредено водещо място в научно -техническия прогрес на комуникационната индустрия.

2. Проектиране и характеристики на оптични комуникационни кабели

Разновидности на оптични комуникационни кабели

Оптичният кабел се състои от оптични влакна от силициево стъкло (оптични влакна), усукани в определена система, затворени в обща защитна обвивка. Ако е необходимо, кабелът може да съдържа захранващи (подсилващи) и амортизиращи елементи.

Съществуващите ОК според предназначението им могат да бъдат класифицирани в три групи: багажни, зонални и градски. Подводните, обектните и монтажните ОК са разпределени в отделни групи.

Trunk OK са предназначени за предаване на информация на дълги разстояния и значителен брой канали. Те трябва да имат ниско затихване и дисперсия и висока пропускателна способност на данните. Използва се едномодово влакно с размери на сърцевината и облицовката 8/125 микрона. Дължина на вълната 1,3 ... 1,55 μm.

Зонални ОК се използват за организиране на многоканална комуникация между областния център и областите с обхват на комуникация до 250 км. Използват се градиентни влакна с размер 50/125 микрона. Дължина на вълната 1,3 μm.

Urban OK се използват като свързващи линии между градските автоматични телефонни централи и комуникационни центрове. Те са предназначени за къси разстояния (до | 10 км) и голям брой канали. Градиентни влакна (50/125 микрона). Дължини на вълните 0,85 и 1,3 μm. Тези линии обикновено работят без междинни регенератори.

Подводните OC са проектирани да комуникират през големи водни препятствия. Те трябва да имат висока механична якост на опън и да имат надеждни влагоустойчиви покрития. Също така е важно подводните комуникации да имат ниско затихване и дълги регенерационни дължини.

Обект OK се използва за прехвърляне на информация в обект. Това включва офис и видео телефонни комуникации, вътрешна кабелна телевизионна мрежа, както и бордови информационни системи на мобилни обекти (самолети, кораби и др.).

Монтажните ОК се използват за вътрешно и вътрешно инсталиране на оборудване. Те са направени под формата на снопове или плоски ленти.

Оптични влакна и особености на тяхното производство

Основният елемент на OC е оптично влакно (светловод), направено под формата на тънко стъклено влакно с цилиндрична форма, през което се предават светлинни сигнали с дължини на вълните 0,85 ... 1,6 μm, което съответства на честотния диапазон (2,3 ... 1, 2) 1014 Hz.

Светловодът има двуслойна структура и се състои от сърцевина и облицовка с различни показатели на пречупване. Ядрото се използва за предаване на електромагнитна енергия. Целта на облицовката е да създаде по-добри условия на отражение в интерфейса на облицовката на ядрото и да предпази от смущения от околното пространство.

Ядрото на влакното, като правило, се състои от силициев диоксид, а облицовката може да бъде силициев диоксид или полимер. Първото влакно се нарича кварц-кварц, а второто е кварц-полимер (силициево-органично съединение). Въз основа на физическите и оптичните характеристики, предпочитание се дава на първата. Кварцовото стъкло има следните свойства: коефициент на пречупване 1,46, коефициент на топлопроводимост 1,4 W / mk, плътност 2203 кг / м3.

Извън влакното има защитно покритие, което го предпазва от механично натоварване и нанасяне на цвят. Защитното покритие обикновено се прави в два слоя: първо, силициево -силициево съединение (SIEL), а след това епоксидрилат, флуоропласт, найлон, полиетилен или лак. Общ диаметър на влакната 500 ... 800 μm

В съществуващите структури от оптични влакна се използват три типа оптични влакна: стъпаловидни с диаметър на сърцевината 50 μm, градиент със сложен (параболичен) профил на показателя на пречупване на сърцевината и едномодов с тънка сърцевина (6. .. 8 μm)

По отношение на честотната лента и обхвата на предаване, едномодовите влакна са най-добрите, а стъпаловидните са най-лошите.

Най -важният проблем на оптичната комуникация е създаването на оптични влакна (OF) с ниски загуби. Кварцовото стъкло се използва като изходен материал за производството на оптични влакна, което е добра среда за разпространение на светлинна енергия. По правило обаче стъклото съдържа голямо количество чужди примеси като метали (желязо, кобалт, никел, мед) и хидроксилни групи (ОН). Тези примеси водят до значително увеличаване на загубите поради абсорбция и разсейване на светлината. За да се получи оптично влакно с ниски загуби и затихване, е необходимо да се отстранят примесите, така че стъклото да е химически чисто.

Понастоящем най -разпространеният метод за създаване на ОМ с ниски загуби чрез химическо отлагане на пари.

Производството на ОМ чрез химическо отлагане на пари се извършва на два етапа: прави се двуслойна кварцова заготовка и от нея се изтегля влакно. Заготовката се произвежда по следния начин

Струя от хлорен кварц и кислород се подава в куха кварцова тръба с коефициент на пречупване 0,5 ... 2 m дължина и 16 ... 18 mm в диаметър. В резултат на химична реакция при висока температура (1500 ... 1700 ° C) чистият кварц се отлага на слоеве върху вътрешната повърхност на тръбата. По този начин цялата вътрешна кухина на тръбата е запълнена, с изключение на самия център. За да се премахне този въздушен канал, се прилага още по -висока температура (1900 ° C), поради което настъпва срутване и тръбната заготовка се превръща в плътна цилиндрична заготовка. Чисто нанесеният кварц след това се превръща в сърцевината на OF с коефициент на пречупване, а самата тръба действа като облицовка с показател на пречупване. Извличането на влакна от детайла и навиването му върху приемния барабан се извършват при температура на омекотяване на стъклото (1800 ... 2200 ° C). Повече от 1 км оптично влакно се получава от детайл с дължина 1 м.

Предимството на този метод е не само производството на оптично влакно с сърцевина от химически чист кварц, но и възможността за създаване на градиентни влакна с даден профил на коефициент на пречупване. Това става чрез използване на легиран кварц с добавка на титан, германий, бор, фосфор или други реактиви. Показателят на пречупване на влакното може да варира в зависимост от използваната добавка. И така, германийът се увеличава, а борът намалява индекса на пречупване. Избирайки формулировката на легиран кварц и наблюдавайки определено количество добавка в слоевете, нанесени върху вътрешната повърхност на тръбата, е възможно да се осигури необходимия характер на промяна в напречното сечение на сърцевината на влакното.

Дизайн на оптични кабели

ОК проектите се определят главно от целта и обхвата на тяхното приложение. В тази връзка има много възможности за дизайн. В момента се разработват и произвеждат голям брой видове кабели в различни страни.

Въпреки това, цялото разнообразие от съществуващи видове кабели може да бъде разделено на три групи

концентрично усукани кабели

кабели с оформена сърцевина

плоски лентови кабели.

Кабелите от първата група имат традиционно концентрично усукване на сърцевината по аналогия с електрическите кабели. Всяко следващо усукване на сърцевината има още шест влакна от предишното. Такива кабели са известни главно с броя влакна 7, 12, 19. Най -често влакната са разположени в отделни пластмасови тръби, образуващи модули.

Кабелите от втората група имат оформена пластмасова сърцевина с жлебове в центъра, в която е поставено оптичното влакно. Жлебовете и съответно влакната са разположени по протежение на хеликоида и следователно те не изпитват надлъжно напрежение на опън. Тези кабели могат да съдържат 4, 6, 8 и 10 влакна. Ако е необходимо да имате кабел с голям капацитет, тогава се използват няколко първични модула.

Лентов кабел се състои от куп плоски пластмасови ленти, в които са монтирани определен брой оптични влакна. Най -често една лента съдържа 12 влакна, а броят на лентите е 6, 8 и 12. С 12 ленти такъв кабел може да съдържа 144 влакна.

В допълнение към оптичните влакна, оптичните кабели обикновено имат следните елементи:

силови (втвърдяващи) пръти, поемащи надлъжен товар, да се счупят;

пълнители под формата на непрекъснати пластмасови нишки;

подсилващи елементи, които увеличават издръжливостта на кабела при механично натоварване;

външни защитни обвивки, които предпазват кабела от влага, пари от вредни вещества и външни механични влияния.

В Русия се произвеждат различни видове и дизайни на ОК. За организиране на многоканална комуникация се използват предимно четири- и осем-влакнести кабели.

Интерес представляват френските ОК. Те, като правило, са изпълнени от унифицирани модули, състоящи се от пластмасов прът с диаметър 4 mm с ребра по периметъра и десет OVs, разположени по периферията на този прът. Кабелите съдържат 1, 4, 7 от тези модули. Отвън кабелите имат алуминиева и след това полиетиленова обвивка.

Перспективи за развитие на кабелни комуникационни линии през третото хилядолетие

Разглеждат се перспективите за развитие на кабелни комуникационни линии през третото хилядолетие. Показано е, че основната посока на развитие на мрежите е подмяната на кабели с медни проводници в първичната мрежа с оптични комуникационни кабели. Като се вземат предвид огромните размери на територията на Русия, като се запазят съществуващите темпове на въвеждане на оптични кабели, според оптимистични прототипи, пълната подмяна на съществуващите медни кабели с оптични ще отнеме 60 години., но това не отчита развитието на съвременната транспортна и технологична инфраструктура. До 2030 г. транспортната телекомуникационна инфраструктура може да бъде заменена, а до 2069 г. подмяната на цялата съществуваща инфраструктура с кабел opp + yu

Портнов ЕЛ.,

Основните принципи за създаване на телекомуникационни мрежи през третото хилядолетие е създаването на единна мрежа на базата на оптични комуникационни линии. Понастоящем предавателната мрежа на телекомуникациите се основава на симетрични, коаксиални и оптични комуникационни линии. Въпреки факта, че симетричните и коаксиалните комуникационни кабели заемат основното място в основната и вътрешнозонова първична мрежа на всички министерства и ведомства, в момента цялото ново строителство във водещите министерства и ведомства се извършва по оптичен комуникационен кабел. с други думи, транспортният участък на мрежата (междуградски, вътрешнозонен И градски) е подчинен на ОПТИЧНИ ОПТИЧНИ технологии. Мрежата за достъп (градска и селска комуникация) също се основава на оптичен кабел (влакно към кабела шкаф, влакно към къщата, влакно към абоната, влакно към работния плот) по време на ново строителство.

С влакно към шкафа се приема на съвременното ниво, че се търси кабел с медни проводници от шкафа до абоната; с влакно към къщата се приема, че разпределителните и абонатните секции в къщата са направени от мъжки с медни проводници (симетрични или коаксиални); с влакно към абоната, се предполага, че меден кабел ще мине от съединителната кутия към устройството и компютъра, а коаксиален радиочестотен кабел ще отиде към телевизора; с влакно на масата, ще бъде внедрена оптично-оптична технология, като същевременно се поддържа медното абонатно окабеляване и RF коаксиален кабел към телевизора

До 2015 г. Русия планира напълно да интегрира съществуващите мрежи (включително мобилни мрежи, радиоразпръскване и интернет) в единна федерация от мрежи. През 2007 г. интернет графикът в света възлиза на 6 Питобайта на ден, докато общата скорост по едно оптично влакно достига 4 Tbps, а над мед 1 Gbps

Понастоящем общите скорости на предаване на запис от 14 Tbit / s са получени по оптични влакна, докато скоростта на предаване в един канал е достигната 1 Tbit / s; броят на каналите в едно влакно беше 1 000 при скорост на предаване 3,25 Gbit / s Въпреки това, за търговска употреба се използват не повече от 100 канала при скорост на предаване 40 Gbit / s

С нарастването на търсенето на телекомуникационни и мултисервизни услуги, търсенето на оптични влакна (и следователно на оптични мъже) не намалява и възлиза на 70 милиона км. с годишен темп на растеж от 15%. 70 милиона км оптични влакна са заделени за наземни и подводни комуникационни кабели на дълги разстояния,

достъп до мрежови кабели, вътрезонови и градски, селски мрежови кабели, локални мрежови кабели и структурирани кабелни системи. Увеличаването на търсенето на тези кабели се увеличава, което може да се прецени от търсенето на оптични влакна:

За кабели за магистрали

(наземни и подводни) комуникации - 10%

За мрежови кабели за достъп - 25%

За вътрезонови кабели,

градски и селски мрежи - 40%

За локални и структурирани кабели

кабелни мрежи - 5%

Несъмнено приоритетната посока е посоката на широкото развитие на оптични кабели на всички нива на първичната мрежа: транспорт и достъп, по-нататъшното развитие на медни кабели в обществени мрежи, в мрежи за достъп, кабели на структурирани кабелни системи, радио честотни коаксиални мъже за кабелна телевизионна мрежа

От цялото разнообразие от насочващи телекомуникационни системи (фиг. 1), само фабрики сега се произвеждат само оптични комуникационни мъже, симетрични комуникационни кабели на обществената мрежа, симетрични комуникационни кабели на базата на усукана двойка и радиочестотни кабели за кабелната телевизионна мрежа.

Трябва да се отбележи, че за цифровия формат на предаване за компютърни мрежи кабелите с усукана двойка се използват широко, което се вписва в номенклатурата на симетрични комуникационни кабели въз основа на съществуващите категории:

достъпът от 100 MHz и повече е ограничен до дължина от 100 метра, следователно те се използват само в мрежата за достъп в компютърни мрежи, а транспортният поток се доставя чрез оптично влакно.

Размерите и характеристиките на оптичните влакна, използвани в телекомуникациите, трябва да бъдат в съответствие с препоръките на MRZ-T:

P.651 (многомодови градиентни влакна 50/125 микрона);

P.652 (едномодови влакна);

P.653 (едномодово влакно с изместване на дисперсията);

C.654 (едномодово влакно със затихване, минимизирано при 1550nm);

T-Sott, # 8-2010

ТЕХНОЛОГИИ НА ИНФОРМАЦИОННОТО ОБЩЕСТВО

ВОКС лпв ВЛ ЕЖД

VLS - въздушни комуникационни линии, SK - симетрични комуникационни кабели, KK - коаксиални kobe / i s wadi, GSK - градски симетрични комуникационни кабели, SSK * симетрични комуникационни кабели в селските райони, ZSH - зонални симетрични комуникационни кабели, MSK - симетрични комуникационни кабели, MSK - картографиране на коаксиални кабели ^ e комуникационни кабели, ZSK - зонални коаксиални комуникационни мъже, SPKK - специални коаксиални кабели ", RKK - радиочестотни космически кабели, комуникационни / 1SGSK - паралелни мрежи. кабели на базата на усукана двойка, бронетранспортьори - екранирани симетрични кабели на базата на усукано огнище, LK - лентови кабели за комуникация, VOKS - оптични комуникационни кабели, YP V - l "* на повърхностно окабеляване, VL - предаване с високо напрежение, EZD - алектофифицирано Железопътна линия, MOKS- master / nny оптични кабели, GKHS- подводни оптични кабели, ZOKS- зонални оптични кабели, GOKS- градски оптични кабели, SOKS- специални оптични кабели, VVP- въздушни високо напрежение / преносна линия, KVL - кабелна високоеластична преносна линия, ВЕЖД - наземна електрифицирана железопътна линия, LOK - повече sp -t ^ ecic кабели, "телефонни" оптични кабели

S-655 (едномодови влакна с изместена нулева дисперсия, включително: с малък наклон на дисперсионната крива, с голяма ефективна площ на мостовото поле);

<3-656 (одномодовое широкополосное оптическое волокно с ненулевой смещенной д исперсией до 1625 нм);

С-657 (едномодово оптично влакно с минимален радиус на огъване).

Класификацията на оптичните кабели в зависимост от видовете употреба е показана на фиг. 2-6.

При проектирането на оптични кабели трябва да се осигури защита на влакното от допълнително затихване и прекомерна механична деформация при различни условия на работа, като се вземат предвид промените в геометричните размери на кабела, които засягат работниците. характеристики на влакната. Освен това влакното трябва да е такова, че да може лесно да се движи и да се наплита влакната в кабелните уплътнения или да се сплитат върху стълбовете при прекъсване на кабелите.

Русия е най -голямата страна по територия: тя заема 12,8% от земната земя и живее на тази територия само 2,4% от общото население на земята, тоест гъстотата на населението е само 9. Следователно, за да се осигури уреждане с комуникационни средства и услуги се изисква изграждането на много дълги комуникационни линии при високи капиталови разходи за тяхното създаване.

Суровият климат на Русия и демографската и икономическата хетерогенност изострят трудностите на Русия в развитието на комуникациите като цяло.

От началото на 90-те години на миналия век изграждането на нови комуникационни линии върху кабели с медни проводници е преустановено върху гръбнака и вътрешнозоновите мрежи за обществено ползване, но огромната мрежа, създавана в продължение на десетилетия върху кабели с медни проводници, е 2-3 пъти по-голяма от съвременната мрежа на оптични комуникационни кабели ... Транспортната мрежа по меден кабел не може да се конкурира с оптична транспортна мрежа по отношение на честотната лента, качеството на цифровия сигнал, дължината и редица други характеристики.

Следователно основната задача в транспортната мрежа е да се заменят кабелните линии с медни проводници с оптични кабелни линии.За десетгодишен период са изградени 140 хил. Км оптични комуникационни линии по гръбначните и вътрешнозоновите обществени мрежи и технологични мрежи. Ако се запази темпът на строителство, само до 2030 г. ще бъде възможно да се заменят кабелните линии с медни проводници с оптични по горепосочените мрежи. Но все още има голяма група кабелни линии в мрежата за обществен достъп с медни проводници, а дължината им също е значителна.

Линейни кабели C Zh

Interl> jurolishs OK Разпределение OK Soslingslyye OK

оисти | [добре sks [

Фиг. 2. Класификация на OK за външни услуги

OK DM ■ FTISHYUY OK за

уплътнения ок

Слънце. 3. Класификация ОК за вътрешна облицовка

Следователно основната задача в транспортната мрежа е да се заменят кабелните линии с медни проводници с оптични кабелни линии.За десетгодишен период от време са изградени 140 хил. Км оптични комуникационни линии върху магистрални и вътрешнозонови обществени мрежи и технологични мрежи. Ако се запази темпът на строителство, едва до 2030 г. ще бъде възможно да се заменят кабелните линии с медни проводници с оптични в горепосочените мрежи. Но има още по -голяма група кабелни линии в мрежата за обществен достъп с медни проводници, и тяхната дължина също е значителна.

С други думи, до 2030 г. може да бъде решена транспортната инфраструктура на оптичните кабелни линии, която по дължина към този момент ще бъде 636 ХИЛЯДИ КМ.

В същото време съществуващата транспортна и технологична инфраструктура в Русия, с изключение на нейното развитие, е представена по -долу:

T-Sott, # 8-2010

Нєподшишє 3aMeiKH Page 3