18135

Развитие волоконно-оптических систем в мире и на Украине

Лекция

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Лекция 1. Развитие волоконнооптических систем в мире и на Украине Основное направление в применении волоконнооптических систем это создание и эксплуатация волоконных линий связи. Необходимость развития волоконнооптических линий связи ВОЛС была определена потр

Русский

2013-07-06

724.12 KB

5 чел.

Лекция 1.

Развитие волоконно-оптических систем в мире и на Украине

Основное направление в применении волоконно-оптических систем – это создание и эксплуатация волоконных линий связи. Необходимость развития волоконно-оптических линий связи (ВОЛС) была определена потребностью увеличения скорости и объемов передаваемой информации.

Основные характеристики линий передачи сигналов следующие:

  1.  широкополосность
  2.  помехозащищенность
  3.   длина ретрансляционных участков
  4.  стоимость

С 2000 г. все линии связи, вводимые в эксплуатацию, являются волоконно-оптическими. При этом расстояние между ретрансляторами равны приблизительно 100 км, а скорость передачи – 1-2 Гбит в секунду.

Современные ВОЛС охватывают 4 континента: Европу, Азию, Америку, Австралию. Связь между Европой и Азией осуществляется Транссибирской линией связи (≈20000 км). Темпы роста мирового рынка волоконно-оптических технологий опережают рост других видов техники, и составляют 40% в год. В 1988 г. завершено строительство подводной магистрали между Европой и США, потом между Европой США и Канадой через Тихий океан. Эти магистрали рассчитаны на 12000 каналов на дине волны 1,55 мкм.

Перспективными  материалами для волокон  ВОЛС являются:

  1.  теллофторид циркония  (λ=2,5 мкм, затухание – 0,01 ДБ/км).
  2.  фторид бериллия  (λ=2,1 мкм, затухание – 0,005 ДБ/км).

Таким ВОЛС позволяют одновременно передавать до 20000 телефонных каналов со скоростью 565 Мбит/с. Расчеты показывают, что данные линии связи экономичнее радиорелейных и спутниковых.

В ближайшее время ожидается переход на скорости передачи- 2,5 Гбит/с. и выше. Эти возможности не являются предельными: спектральное уплотнение и когерентный прием позволят на несколько порядков увеличить скорость передачи информации до 1,5 Тбит/с или 23 млн. каналов тональной частоты.

Ведущая организация в Украине, внедряющая ВОЛС, – это «Укртелеком». В 2003 г. на Украине был завершен процесс охвата ВОЛС всех регионов и областных центров.

Развитие ВОЛС в Украине началось в 1995 г. Первые линии связи соединили Ужгород с границей Венгрии и Словакии, а Львов - с Польшей. Протяженность  линии составляет 175 км.

Первая серьезная ВОЛС на Украине появилась в 1996 году, когда страна вошла в проект ITUR (Италия, Турция, Украина, Россия). Линия проложена в Средиземном и Черном морях по трассе «Палермо – Стамбул – Одесса – Новороссийск». Украине принадлежит подводный участок этой линии по Черному морю (250 км), который заканчивается в Одессе. Организацией прокладывания ВОЛС в Украине занимался «Укртелеком». Продолжением этой линии стал участок «Одесса – Киев». Далее проложили участок «Киев – Чернигов – Беларусь – Европа». Основная комплектация этих систем производилась фирмой Ericsson.

В настоящее время на Украине разработаны  кольцевые линии связи, которые охватывают основные регионы Украины:

  1.  Буковина
  2.  Подолье
  3.  Полесье
  4.  Десна
  5.  Уголек
  6.  Таврия
  7.  Днестр
  8.  Азов

Все прокладываемые в настоящее время внутригородские и междугородние  линии связи строятся на базе ВОЛС.

Особенности ВОЛС

Физические особенности ВОЛС:

  1.  широкополосность, которая обусловлена высокой несущей частотой электромагнитных колебаний

      [Гц]    (1.1)

Благодаря этому по оптическим линиям связи можно передавать информацию со скоростью  бит/сек или одновременно передавать 10000000 телефонных разговоров или 1000000 видеосигналов.

  1.  очень малое, по сравнению с другими линиями связи, затухание сигнала в волокне.

Лучшие образцы волокна имеют затухание 0,22 ДБ/км ( мкм). Для этих ВОЛС требуются установка участков регенерации через 100-150 км. В США разрабатывают более прозрачные световоды фтор-циркониевые. Потери в них на порядок меньше (0,02 ДБ/км), при этом расстояние между ретрансляторами может составлять 10000 км. На рис. 1.1. представлены графики зависимости ослабления сигнала в разных типах линий связи от частоты.

Рис 1.1. Графики зависимости ослабления от частоты

Технические особенности ВОЛС:

  1.  промышленно применяемые в настоящее время волокна для ВОЛС изготавливают из кварца, он недорогой и широко распространенный;
  2.  оптические волокна имеют диаметр до 100 мкм;
  3.   волокна  изготавливают из диэлектрических материалов;
  4.  ВОЛС устойчивы к электромагнитным помехам, информация, передаваемая в ВОЛС,  защищена от несанкционированного доступа;
  5.  долговечность световодов (25 лет).

Проблемы ВОЛС:

  1.  требуются высокоточные оптические разъемы (коннекторы) с малыми потерями.
  2.  для монтажа ВОЛС требуется высокопрецизионное, дорогое оборудование.

Основные элементы ВОЛС

Основным элемент ВОЛС является волокно (световод). Главными патентами на волокно для ВОЛС обладает американская фирма Corning.

Для передачи сигналов применяют многомодовые и одномодовые волокна. Многомодовые волокна в основном используются в волоконно-оптических датчиках (ВОД) и в осветительных системах. На рис. 1.2. схематически показаны типы световодов.

Рис. 1.2. Типы световодов

Оба типа световодов характеризуются:

  1.  затуханием (ДБ/км)
  2.  дисперсией

Затухание определяется потерями на поглощение и рассеяние в световоде, которые зависят от длины волны. Спектральная характеристика пропускания кварцевых световодов  показана на рис. 1.3.

Рис.1.3. Спектральная зависимость пропускания

волоконно-оптических световодов

 

У кварцевых световодов имеются 3 окна прозрачности:

  1.  0,8-0,9 мкм
  2.  1,1-1,35 мкм
  3.  1,5-1,85 мкм

Дисперсия – параметр световода, характеризующий изменение во времени спектральных и модовых составляющих оптического сигнала. Она приводит к уменьшению и искажению оптических импульсов. На рисунке 1.4. показана зависимость групповой задержки и хроматической дисперсии кварцевых световодов от длины волны.

Рис. 1.4. Зависимость групповой задержки и хроматической

дисперсии от длины волны

Известно три вида дисперсии световода:

  1.  межмодовая;
  2.  материальная;
  3.  волноводная.

Наиболее опасной является межмодовая дисперсия, обусловленная тем, что время распространения мод в световоде разное. В связи с этим многомодовые световоды в длинных ВОЛС не применяются.

Материальная дисперсия обусловлена зависимостью показателя преломления световода от длины волны.

Волноводная дисперсия обусловлена процессами внутри одной моды и характеризуются зависимостью скорости распространения моды от длины волны.

В одномодовых кварцевых световодах на длине волны 1,3 мкм волноводная и материальная дисперсии компенсируют друг друга. Поэтому наибольшая пропускная способность кварцевых световодов наблюдается на этой длине волны.

Важным элементом ВОЛС является волоконно-оптический кабель включающий несколько световодов.

Различают  кабели:

  1.  монтажные;
  2.  станционные (внутри зданий);
  3.  магистральные;
  4.  зоновые;

Первые два типа кабелей применяются для прокладки внутри зданий и сооружений. Кабели последних двух типов предназначены для прокладки  кабельных коммуникаций в колодце, грунте, на опорах ЛЭП, под водой. Кабели могут включать от 8 до 144 волоконных элементов.

Основные фирмы производители  кабелей:

  1.  Genegal Cable Company (США);
  2.  Siеcor (ФРГ);
  3.  Sumimoto (Япония);
  4.  Nokia (Финляндия);
  5.  Pirelli (Италия).


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

24631. Організація документування господарських операцій та документообігу 38.5 KB
  Документація це спосіб суцільного і безперервного відображення обєктів бух обліку шляхом використання бухгалтерських документів. У випадках установлених законодавством а також Міністерствами і відомствами бланки первинних документів можуть бути віднесені до бланків суворої звітності. Керівник також встановлює перелік осіб які мають право підпису грошових документів. Ці особи несуть відповідальність за своєчасне і якісне складання документів.
24632. Облік запасів підприємництва 31 KB
  Згідно з ПсБО 9 запаси це активи які: 1 утримуються для подальшого продажу 2 перебувають у процесі вирва з метою подальшого продажу продукту вирва 3 утримуються для споживання під час вирва продії виконання робітта надання послуг а також управління вирвом. Обліку запаси включають: 1 сировину і основні матеріали 201 2 купівельні напівфабрикати та комплектуючі вироби 202 3 паливо 203 4 тара і тарні матеріали 204 5 будівельні матеріали 205 6 матеріали передані в переробку 206 7 запчастини 207 8матеріали г...
24633. Облік основних засобів 30 KB
  Облік основних засобів.Основні засобиїх класифікація і оцінка Методологією обліку основних засобів визначає ПсБО7Основні засоби. Обєкт основних засобів це закінчений пристрій з усіма пристосуваннями або окремий конструктивно відокремлений предмет що призначений для виконання певних самостійних функцій. Облік основних засобів ведеться на активному балансовому рахунку 10 основні засоби.
24634. Облік нематеріальних активів 29 KB
  Облік нематеріальних активів Методологію обліку нематеріальних активів визначає ПсБО 8 нематеріальні активи Нематеріальний актив це актив який немає матеріальної форми може бути ідентифікований та утримується підприємством з метою використання на протязі більше одного року. Бух облік немат активів ведеться щодо кожного обєкта за такими групами: А права користування природними ресурсами Б права користування майном В права на знаки для товарів і послуг тов.знаки торгові марки фірмові назви і т д Г права на обєкти промислової...
24635. Особливості обліку МШП терміном експлуатації до і більше 1 року 32.5 KB
  Положенням стандартом 9 передбачено що з метою бухгалтерського обліку запаси включають:малоцінні і швидкозношувані предмети які використовуються не більше одного року або одного операційного циклу якщо він більше року. Малоцінні і швидкозношувані предмети строк корисного використання яких більше одного року обліковуються в складі інших необоротних матеріальних активів. Організація обліку малоцінних і швидкозношуваних предметів зі строком корисного використання менше одного року або одного операційного циклу повинна повністю...
24636. Амортизація необоротних активів. Методи нарахування та облік амортизації 30.5 KB
  Амортизація це систематичний розподіл вартості яка амортизується протягом строку їх корисного використання. Зменшення залишкової вартості виходить з того що корисність і продуктивність необ. Норма амортизації застосовується не до вартості що амортизується а до балансової залишкової вартості обєкта на кінець попереднього періоду. Прискореного зменшення залишкової вартості складається у визначенні річної суми амортизації обєкту основних засобів виходячи з основної вартості такого обєкту на початок звітного року.
24637. Аналіз власного оборотного капіталу 35 KB
  Аналіз власного оборотного капіталу. Фінансовий стан підприємства залежить від того наскільки раціонально сформовані джерела фінансування поточних активів оборотного капіталу. Поточні активи створюються як за рахунок власного капіталу так і за рахунок короткострокових позикових коштів. Бажано щоб наполовину вони були сформовані за рахунок власного а наполовину за рахунок позикового капіталу.
24638. Аналіз фінансової стійкості підприємства 25.5 KB
  Аналіз фінансової стійкості підприємства. Аналіз фінансової стійкості підприємства здійснюється шляхом розрахунків таких показників: 1.коефіцієнт автономії Кавт відношення власного капіталу підприємства до підсумку балансу підприємства.Характеризує залежність підприємства від залучених засобів: Кф = ф1 р430 р480 р620 р630 ф1 р380 Нормативне значення Кф = 1 3.
24639. Аналіз платоспроможності і ліквідності підприємства 37 KB
  Аналіз платоспроможності і ліквідності підприємства. В умовах ринкових відносин платоспроиожність підприємства вважається найважливійшою умовою їх господарської діяльності. Платоспроможність підприємства характеризується можливостями його здійснювати чергові платежі та грошові зобовязання за рахунок наявних грошей і тих грошових засобів і активів які легко мобілізуються. Відповідно на три групи поділяються і платіжні зобовязання підприємства:1.