Волоконно-оптична лінія передачі

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Волоконно-оптичний кабель

Волоко́нно-опти́чна система переда́чі (ВОЛП) — волоконно-оптична система, що складається із пасивних та активних елементів, що призначена для передачі інформації у оптичному (як правило — ближньому інфрачервоному) діапазоні.

Елементи ВОЛП[ред.ред. код]

Активні компоненти[ред.ред. код]

  • Мультиплексор/Демультиплексор — широкий клас приладів, що призначені для об’єднання та розділення інформаційних каналів. Мультиплексори та демультіплексори можуть працювати як у часової, так і у частотної областях, можуть бути електричними й оптичними (для систем із спектральним ущільненням).
  • Регенератор — пристрій, що здійснює відновлення форми оптичного імпульсу, який, розповсюджуючись по волокну, спотворюється та згасає. Регенератори можуть бути як чисто оптичними, так й електричними, які перетворюють оптичний сигнал у електричний, відновлюють його, а потім знову перетворюють у оптичний.
  • Підсилювач — пристрій, що підсилює потужність сигналу. Підсилювачі також можуть бути оптичними і електричними, здійснюючими оптико-електронне і електронно-оптичне перетворення сигналу.
  • Лазер — джерело монохромного когерентного оптичного випромінювання. У системах з прямою модуляцією, які є найбільш поширеними, лазер одночасно є і модулятором, що безпосередньо перетворює електричний сигнал в оптичний.
  • Модулятор — пристрій, що модулює оптичну хвилю, несучу інформацію за законом інформаційного електричного сигналу. У більшості систем цю функцію виконує лазер, проте в системах з непрямою модуляцією для цього використовуються окремі пристрої.
  • Фотоприймач (фотодіод) — пристрій, що здійснює опто-електронне перетворення сигналу.
Оптичний кабель
FC конектор

Пасивні компоненти[ред.ред. код]

  • Оптичний кабель, елементами якого є оптичні волокна. Зовнішня оболонка кабелю може бути виготовлена з різних матеріалів: полівінілхлориду, поліетилену, поліпропілену, тефлону і інших матеріалів. Оптичний кабель може мати бронювання різного типа і специфічні захисні шари (наприклад, дрібні скляні голки для захисту від гризунів).
  • Оптична муфта — пристрій, використовуваний для з'єднання двох і більше оптичних кабелів.
  • Оптичний крос — пристрій, що призначений для оконечування оптичного кабелю і підключення до нього активного устаткування.

Переваги ВОЛП[ред.ред. код]

Волоконно-оптичні лінії володіють рядом переваг перед дротяними (мідними) і радіорелейними системами зв'язку:

  • Мале загасання сигналу (0,15 дБ/км в третьому вікні прозорості) дозволяє передавати інформацію на значно більшу відстань без використання підсилювачів. Підсилювачі у ВОЛП можуть ставитися через 40, 80 і 120 кілометрів, залежно від класу кінцевого устаткування.
  • Висока пропускна здатність оптичного волокна дозволяє передавати інформацію на високій швидкості, недосяжною для інших систем зв'язку.
  • Висока надійність оптичного середовища: оптичні волокна не окислюються, не намокають, не схильні до слабкого електромагнітного впливу.
  • Висока захищеність від міжволоконних впливів - рівень захисту, випромінювання понад 100 дБ. Випромінювання в одному волокні абсолютно не впливає на сигнал в сусідньому волокні.
  • Пожежо- та вибухобезпечність при вимірюванні фізичних і хімічних параметрів
  • Малі габарити і маса

Недоліки ВОЛП[ред.ред. код]

  • Відносна крихкість оптичного волокна. При сильному вигинанні кабелю (особливо, якщо як силовий елемент використовується склопластиковий пруток) можлива поломка волокон або їх замутнення через виникнення мікротріщин.
  • Складність зєднання в випадку розриву;
  • Складна технологія виготовлення як самого волокна, так і компонентів ВОЛС.
  • Складність перетворення сигналу (у інтерфейсному устаткуванні).
  • Відносна висока вартість кінцевого рішення ВОЛС. Проте, устаткування є дорогим у абсолютних цифрах. Співвідношення ціни і пропускної спроможності для ВОЛП краще, ніж для інших систем.
  • Втрата прозорості волокна з часом, внаслідок старіння.

Вживання ВОЛП[ред.ред. код]

Переваги волоконно-оптичних ліній зумовило їх широке вживання в телекомунікаційних мережах самих різних рівнів — від міжконтинентальних магістралей до корпоративних і домашніх комп'ютерних мереж.

Монтаж ВОЛП[ред.ред. код]

Укладання кабелю[ред.ред. код]

Оптичний кабель для ліній зв'язку може бути укладений таким чином:

Монтаж муфт і кросів[ред.ред. код]

Для зрощення оптичних кабелів застосовуються оптичні муфти, що є пластиковими контейнерами, усередині яких розташована сплайс-пластина, що утримує оптичні волокна.

Оптичний крос є пристроєм, за допомогою якого здійснюється з'єднання оптичних волокон кабелю із стандартними роз'ємами. Крос виконується у вигляді металевої (як правило) коробки, на зовнішній панелі якої знаходяться оптичні роз'єми, а усередині — сплайс-пластина. З'єднання роз'ємів кросу з волокнами кабелю здійснюється за допомогою пігтейлів — коротких відрізків оптичного волокна з роз'ємами. Роз'їм пігтейлу з внутрішньої сторони кросу з'єднується із зовнішнім роз'ємом кросу, а інший кінець приварюється до волокна оптичного кабелю.

Оптичні кроси можуть виготовлятися для монтажу в стандартну 19-дюймову стійку, монтажу на стіну і в інших виконань. Кроси можуть мати можливість відкриватися без демонтажу або не мати такого.

Зварювання оптичних волокон здійснюється в напівавтоматичному режимі спеціальними зварювальними апаратами.

Взаємодія ВОЛП з сильним електромагнітним випромінюванням[ред.ред. код]

Сильне електромагнітне випромінювання здатне вносити міжканальні перешкоди в системах hdwdm і приводити до збільшення кількості помилок. Дане явище характерне в системах телематіки на залізничному транспорті, де ВОЛП прокладається на опорах контактної мережі у безпосередній близькості від контактного дроту. Помилки з'являються в моменти перехідних процесів, наприклад, при короткому замиканні. Дане явище пояснюється ефектами Керра і Фарадея.

Приклади та параметри[ред.ред. код]

Безпровідні телекомунікаційні системи
Широкосмугові системи Оптичні канали Радіорелейні системи
Швидкість передачі Декілька Мбіт/с понад 155 Мбіт/с до 155 Мбіт/с
Максимальна відстань Декілька км <=2км <50 км
Загроза підключення висока дуже висока найвища
Проблеми інтерференції мають місце відсутні незначні
Інтерфейси 10/100 MbpsEthernet E1, волоконний стандарт, FE, GE E1, STM-1 Eth, FE
Точність настройки мала висока середня
Дозвіл на прийом Ліцензія вимагається Ліцензія не вимагається Вимагається ліцензія PTT
Приклад характеристики обладнання для пррийомопередачі
LED-LINK 300 LaserLink 4E1/300 !
Рекомендована відстань < 300 < 300
Полоса пропускання [Mbps] 2-43 4*2,048
BER ≤ 1е-9 ≤ 1е-6
Передавач IP-LED IP-LED
Потужність,що передається [мВт] 50/60 50/60
Розбіжність променя [мрад] <10 <10
Динамічний діапазон [дБ] >30 (1:1000) >40 (1:10000)
Мережевий інтерфейс Мультимодовое волокно 4*E1, G.703
Діаметр волокна [мкм] 50-60/120 -
Довжина хвилі (RX) [нм] 780..900 -
Довжина хвилі (TX) [нм] 850 -
Рабоча температура -20÷+50 -20÷+50
Як приймаючий пристрій використовуються PIN-діоди або лавинні фотодіоди (APD).
AirLaser IP100 AirLaser IP1000 !
Максимальна дальність [м] < 2000 < 1000
Швидкість передачі[Мбит/c] 125 1250
Передавач 2/4 VCSEL 4 VCSEL
Потужність [мВт] 2/4*7,5 4*7,5
Апертура [см2] 2/4*28,25 4*28,25
Розбіжність[мрад] 2
Динамічний діапазон [дВ] 30 36
Приймач PIN/APD APD
Чутливість [дБм] -33/-43 -33
Довжина хвилі [нм] 1300 SX:850, LX:1300
Стандарт 100BaseFX (IEEE 802.3u) 1000BaseSX/LX (IEEE802.3z)
Робоча температура (-25 +50) (-25 +50)
Споживана потужність 27 35

Див. також[ред.ред. код]

Примітки[ред.ред. код]

Посилання[ред.ред. код]