ოპტიკურ-ბოჭკოვანი საკომუნიკაციო ხაზები. რა არის Vols

შესავალი

დღეს კომუნიკაცია მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ჩვენს სამყაროში. და თუ ადრე ინფორმაციის გადასაცემად სპილენძის კაბელები და მავთულები იყენებდნენ, ახლა ოპტიკური ტექნოლოგიებისა და ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელების დრო დადგა. ახლა, როდესაც სატელეფონო ზარს ვაკეთებთ მსოფლიოს მეორე მხარეს (მაგალითად, რუსეთიდან ამერიკაში) ან ინტერნეტიდან ჩამოტვირთავთ საყვარელ მელოდიას, რომელიც არის ვებსაიტზე სადღაც ავსტრალიაში, არც კი ვფიქრობთ, როგორ მოვახერხოთ გააკეთო ეს. და ეს ხდება ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელების გამოყენების წყალობით. ადამიანების დასაკავშირებლად, ერთმანეთთან ან ინფორმაციის სასურველ წყაროსთან დაახლოების მიზნით, კონტინენტები უნდა იყოს დაკავშირებული. ამჟამად კონტინენტებს შორის ინფორმაციის გაცვლა ძირითადად წყალქვეშა ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელების საშუალებით ხდება. ამჟამად, ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელები გაყვანილია წყნარი ოკეანისა და ატლანტის ოკეანეების ფსკერზე და თითქმის მთელი მსოფლიო „ჩართულია“ ბოჭკოვანი საკომუნიკაციო სისტემების ქსელში (Laser Mag.-1993.-No. 3; Laser Focus World.- 1992.-28, No12.-1993.-No 25: J. Asia Electron.-No5. ევროპის ქვეყნები ატლანტის ოკეანის გავლით ბოჭკოვანი ხაზებით შეერთებული არიან ამერიკასთან. აშშ, ჰავაის კუნძულებისა და კუნძულ გუამის გავლით - იაპონიასთან, ახალ ზელანდიასთან და ავსტრალიასთან. ოპტიკურ-ბოჭკოვანი საკომუნიკაციო ხაზი აკავშირებს იაპონიასა და კორეას რუსეთის შორეულ აღმოსავლეთთან. დასავლეთით რუსეთი დაკავშირებულია ევროპულ ქვეყნებთან სანკტ-პეტერბურგთან - კინგისეპთან - დანიასთან და სანკტ-პეტერბურგთან - ვიბორგთან - ფინეთთან, სამხრეთით - აზიის ქვეყნებთან ნოვოროსიისკისთან - თურქეთთან. ამავდროულად, ოპტიკურ-ბოჭკოვანი საკომუნიკაციო ხაზების განვითარების მთავარი მამოძრავებელი ძალა არის ინტერნეტი.

ოპტიკურ-ბოჭკოვანი ქსელები, რა თქმა უნდა, ერთ-ერთი ყველაზე პერსპექტიული სფეროა კომუნიკაციების სფეროში. ოპტიკური არხების სიმძლავრე უფრო მაღალია, ვიდრე სპილენძის კაბელზე დაფუძნებული საინფორმაციო ხაზები.

ოპტიკური ბოჭკო ითვლება ყველაზე სრულყოფილ საშუალებად დიდი დისტანციებზე ინფორმაციის გადაცემისთვის. იგი მზადდება კვარცისგან, რომელიც დაფუძნებულია სილიციუმის დიოქსიდზე - ფართოდ გავრცელებული და იაფი მასალისგან განსხვავებით სპილენძისგან. ოპტიკური ბოჭკო არის ძალიან კომპაქტური და მსუბუქი, დიამეტრით მხოლოდ დაახლოებით 100 მიკრონი.

გარდა ამისა, ოპტიკური ბოჭკოვანი იმუნურია ელექტრომაგნიტური ველების მიმართ, რაც გამორიცხავს სპილენძის საკომუნიკაციო სისტემების ტიპურ პრობლემებს. ოპტიკურ ქსელებს შეუძლიათ სიგნალების გადაცემა დიდ დისტანციებზე ნაკლები დანაკარგებით. იმისდა მიუხედავად, რომ ეს ტექნოლოგია ჯერ კიდევ ძვირია, ოპტიკური კომპონენტების ფასები მუდმივად ეცემა, ხოლო სპილენძის ხაზების შესაძლებლობები უახლოვდება მათ ზღვრულ მნიშვნელობებს და მოითხოვს უფრო და უფრო მეტ ხარჯებს ამ სფეროს შემდგომი განვითარებისთვის.

მეჩვენება, რომ ოპტიკურ-ბოჭკოვანი საკომუნიკაციო ხაზების თემა ამჟამად აქტუალურია, პერსპექტიული და საინტერესო გასათვალისწინებელი. სწორედ ამიტომ ვირჩევ მას ჩემი კურსის მუშაობისთვის და მჯერა, რომ FOCL არის მომავალი.

1. შექმნის ისტორია

მიუხედავად იმისა, რომ ბოჭკოვანი ოპტიკა ფართოდ გამოყენებული და პოპულარული საკომუნიკაციო საშუალებაა, თავად ტექნოლოგია მარტივია და დიდი ხნის წინ განვითარებული. სინათლის სხივის მიმართულების შეცვლის ექსპერიმენტი რეფრაქციით აჩვენეს დანიელ კოლადონმა და ჟაკ ბაბინემ ჯერ კიდევ 1840 წელს. ტექნოლოგიის პრაქტიკული გამოყენება მხოლოდ მეოცე საუკუნეში იქნა ნაპოვნი.

1920-იან წლებში ექსპერიმენტატორებმა კლარენს ჰასნელმა და ჯონ ბერდმა აჩვენეს გამოსახულების ოპტიკური მილების საშუალებით გადაცემის შესაძლებლობა.

1970 წელს კორნინგის სპეციალისტების მიერ ოპტიკურ-ბოჭკოვანი სისტემის გამოგონება ოპტიკურ-ბოჭკოვანი ტექნოლოგიების განვითარების ისტორიაში გარდამტეხ მომენტად ითვლება. დეველოპერებმა შეძლეს შექმნან დირიჟორი, რომელსაც შეუძლია შეინარჩუნოს ოპტიკური სიგნალის სიმძლავრის მინიმუმ ერთი პროცენტი ერთი კილომეტრის მანძილზე. დღევანდელი სტანდარტებით, ეს საკმაოდ მოკრძალებული მიღწევაა, მაგრამ მაშინ, თითქმის 40 წლის წინ, აუცილებელი პირობა იყო ახალი ტიპის სადენიანი კომუნიკაციის განვითარებისთვის.

E პირველი ფართომასშტაბიანი ექსპერიმენტები, რომლებიც დაკავშირებულია FDDI სტანდარტის გაჩენასთან. ეს პირველი თაობის ქსელები დღესაც ფუნქციონირებს.

E ბოჭკოვანი ოპტიკის მასიური გამოყენება დაკავშირებულია იაფი კომპონენტების წარმოებასთან. ოპტიკურ-ბოჭკოვანი ქსელების ზრდის ტემპი ფეთქებადია.

E ინფორმაციის გადაცემის სიჩქარის მატება, ტალღური მულტიპლექსის ტექნოლოგიების გაჩენა (WDM, DWDM) / ახალი ტიპის ბოჭკოები.

2. ოპტიკურ-ბოჭკოვანი საკომუნიკაციო ხაზები, როგორც კონცეფცია

1 ოპტიკური ბოჭკოვანი და მისი ტიპები

ოპტიკურ-ბოჭკოვანი საკომუნიკაციო ხაზი (FOCL) არის გადამცემი სისტემის ტიპი, რომელშიც ინფორმაცია გადაიცემა ოპტიკური დიელექტრიკული ტალღების გასწვრივ, რომელიც ცნობილია როგორც ოპტიკური ბოჭკო. მერე რა არის?

ოპტიკური ბოჭკო არის უკიდურესად თხელი მინის ცილინდრი, რომელსაც ეწოდება ბირთვი, დაფარული შუშის ფენით (ნახ. 1), რომელსაც ეწოდება მოპირკეთება, განსხვავებული რეფრაქციული ინდექსით, ვიდრე ბირთვი. ბოჭკოს ახასიათებს ამ რეგიონების დიამეტრი - მაგალითად, 50/125 ნიშნავს ბოჭკოს, რომლის ბირთვის დიამეტრი 50 მიკრონია და გარე საფარის დიამეტრი 125 მიკრონი.

ნახ.1 ოპტიკური ბოჭკოვანი სტრუქტურა

სინათლე ვრცელდება ბოჭკოვანი ბირთვის გასწვრივ თანმიმდევრული მთლიანი შიდა ანარეკლებით ბირთვსა და მოპირკეთებას შორის ინტერფეისზე; მისი ქცევა მრავალი თვალსაზრისით ჰგავს იმას, თუ როგორი იქნებოდა მილში რომ ჩავარდეს, რომლის კედლები სარკის ფენით იყო დაფარული. თუმცა, ჩვეულებრივი სარკისგან განსხვავებით, რომლის ასახვა საკმაოდ არაეფექტურია, მთლიანი შიდა ასახვა არსებითად ახლოს არის იდეალთან - ეს არის მათი ფუნდამენტური განსხვავება, რაც საშუალებას აძლევს შუქს, გაიაროს დიდი მანძილი ბოჭკოს გასწვრივ მინიმალური დანაკარგით.

ამ გზით დამზადებულ ბოჭკოს ((ნახ. 2) ა)) ეწოდება საფეხურიანი ინდექსის ბოჭკო და მრავალმოდური ბოჭკო, რადგან არსებობს მრავალი შესაძლო ბილიკი, ანუ რეჟიმი სინათლის სხივის გავრცელებისთვის.

რეჟიმების ეს სიმრავლე იწვევს პულსის დისპერსიას (გაფართოებას), რადგან თითოეული რეჟიმი გადის სხვადასხვა გზას ბოჭკოში და, შესაბამისად, სხვადასხვა რეჟიმს აქვს გადაცემის სხვადასხვა შეფერხება, რადგან ისინი გადადიან ბოჭკოს ერთი ბოლოდან მეორეზე. ამ ფენომენის შედეგია მაქსიმალური სიხშირის შეზღუდვა, რომელიც შეიძლება ეფექტურად გადაიცეს ბოჭკოს მოცემულ სიგრძეზე - სიხშირის ან ბოჭკოს სიგრძის გაზრდა საზღვრებს მიღმა, არსებითად იწვევს თანმიმდევრული პულსების შერწყმას, რაც შეუძლებელს ხდის მათ გარჩევას. ტიპიური მულტიმოდური ბოჭკოსთვის, ეს ზღვარი არის დაახლოებით 15 MHz კმ, რაც ნიშნავს, რომ ვიდეო სიგნალი, რომლის გამტარუნარიანობაა, მაგალითად, 5 MHz, შეიძლება გადაიცეს მაქსიმუმ 3 კმ მანძილზე (5 MHz x 3 კმ = 15 MHz კმ) . ბ-ზე სიგნალის გადაცემის მცდელობა ó ნებისმიერი შემდგომი მანძილი გამოიწვევს მაღალი სიხშირის თანდათანობით დაკარგვას.

ნახ.2 ოპტიკური ბოჭკოების სახეები

მრავალი აპლიკაციისთვის ეს მაჩვენებელი მიუღებლად მაღალია და დაწყებული იყო ბოჭკოვანი დიზაინის ძიება უფრო ფართო გამტარუნარიანობით. ერთ-ერთი გზაა ბოჭკოს დიამეტრის შემცირება ძალიან მცირე მნიშვნელობებამდე (8-9 μm), რათა შესაძლებელი გახდეს მხოლოდ ერთი რეჟიმი. ერთრეჟიმიანი ბოჭკოები, როგორც მათ უწოდებენ ((ნახ. 2) ბ)) ძალიან ეფექტურია დისპერსიის შესამცირებლად, და შედეგად მიღებული გამტარუნარიანობა - მრავალი გჰც კმ - ხდის მათ იდეალურს საზოგადოებრივი სატელეფონო და სატელეგრაფო ქსელებისთვის (PTT) და საკაბელო ტელევიზიის ქსელებისთვის. . სამწუხაროდ, ასეთი მცირე დიამეტრის ბოჭკოები მოითხოვს მძლავრი, ზუსტად გასწორებული და, შესაბამისად, შედარებით ძვირადღირებული ლაზერული დიოდური ემიტერის გამოყენებას, რაც ამცირებს მათ მიმზიდველობას მრავალი აპლიკაციისთვის, რომელიც მოიცავს დაპროექტებული ხაზის მოკლე სიგრძეს.

იდეალურ შემთხვევაში, დაბალი ფასიანი LED გადამცემების ჩასართავად საჭიროა ბოჭკო იგივე გამტარუნარიანობით, როგორც ერთრეჟიმიანი ბოჭკო, მაგრამ იგივე დიამეტრით, როგორც მულტიმოდური ბოჭკო. გარკვეულწილად, ამ მოთხოვნებს აკმაყოფილებს მრავალმოდური ბოჭკოვანი რეფრაქციული ინდექსის გრადიენტური ცვლილებით ((ნახ. 2) გ)). იგი წააგავს ზემოთ განხილულ მულტიმოდურ საფეხურების ინდექსის ბოჭკოს, მაგრამ მისი ბირთვის რეფრაქციული ინდექსი არ არის ერთგვაროვანი - ის შეუფერხებლად მერყეობს ცენტრში მაქსიმალური მნიშვნელობიდან ქვედა მნიშვნელობებამდე პერიფერიაზე. ეს იწვევს ორ შედეგს. პირველი, სინათლე მოძრაობს ოდნავ მოხრილი ბილიკის გასწვრივ და მეორე, რაც უფრო მნიშვნელოვანია, განსხვავება გავრცელების შეფერხებაში სხვადასხვა რეჟიმებს შორის მინიმალურია. ეს გამოწვეულია იმით, რომ ბოჭკოში შესვლის მაღალი რეჟიმები b ó უფრო დიდი კუთხეები და უფრო გრძელი მანძილის გავლა, რეალურად იწყებენ გავრცელებას უფრო მაღალი სიჩქარით, როდესაც ისინი შორდებიან ცენტრიდან იმ რეგიონში, სადაც რეფრაქციული ინდექსი მცირდება და, ზოგადად, უფრო სწრაფად მოძრაობენ, ვიდრე ქვედა რიგის რეჟიმები, რომლებიც რჩება ღერძთან ახლოს ბოჭკოებში. მაღალი რეფრაქციული ინდექსით. სიჩქარის მატება უბრალოდ ანაზღაურებს გავლილ დიდ მანძილს.

მულტიმოდური კლასიფიცირებული ინდექსის ბოჭკოები არ არის იდეალური, მაგრამ ისინი მაინც აჩვენებენ ძალიან კარგ გამტარობას. ამიტომ მოკლე და საშუალო სიგრძის ხაზების უმეტესობაში სასურველია ამ ტიპის ბოჭკოს არჩევანი. პრაქტიკაში, ეს ნიშნავს, რომ გამტარუნარიანობა მხოლოდ იშვიათად არის პარამეტრი, რომელიც უნდა იქნას გათვალისწინებული.

თუმცა, ეს არ ეხება შესუსტებას. ოპტიკური სიგნალი სუსტდება ყველა ბოჭკოში, სიჩქარით, რაც დამოკიდებულია გადამცემის სინათლის წყაროს ტალღის სიგრძეზე (ნახ. 3). როგორც უკვე აღვნიშნეთ, არსებობს სამი ტალღის სიგრძე, რომლებშიც ოპტიკური ბოჭკოების შესუსტება ჩვეულებრივ მინიმალურია - 850, 1310 და 1550 ნმ. ეს ცნობილია როგორც გამჭვირვალე ფანჯრები. მულტიმოდური სისტემებისთვის 850 ნმ ფანჯარა არის პირველი და ყველაზე ხშირად გამოყენებული (ყველაზე დაბალი ღირებულება). ამ ტალღის სიგრძეზე, კარგი ხარისხის ფასდაკლებული მულტიმოდური ბოჭკო ავლენს შესუსტებას დაახლოებით 3 დბ/კმ, რაც შესაძლებელს ხდის დახურულ წრეში სატელევიზიო კომუნიკაციების განხორციელებას 3 კმ-ზე მეტ მანძილზე.

ნახ.3 შესუსტების დამოკიდებულება ტალღის სიგრძეზე

1310 ნმ ტალღის სიგრძეზე, იგივე ბოჭკო აჩვენებს კიდევ უფრო დაბალ შესუსტებას 0,7 დბ/კმ, რითაც საშუალებას აძლევს კომუნიკაციის დიაპაზონს პროპორციულად გაიზარდოს დაახლოებით 12 კმ-მდე. 1310 ნმ ასევე არის პირველი ოპერაციული ფანჯარა ერთრეჟიმიანი ოპტიკურ-ბოჭკოვანი სისტემებისთვის, დაახლოებით 0,5 დბ/კმ შესუსტებით, რაც ლაზერული დიოდური გადამცემებთან ერთად იძლევა 50 კმ-ზე მეტი სიგრძის საკომუნიკაციო ხაზებს. მეორე გამჭვირვალობის ფანჯარა - 1550 ნმ - გამოიყენება კიდევ უფრო გრძელი საკომუნიკაციო ხაზების შესაქმნელად (ბოჭკოვანი შესუსტება 0,2 დბ/კმ-ზე ნაკლები).

2 FOC-ის კლასიფიკაცია

ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელი უკვე დიდი ხანია არსებობს, რაც მხარს უჭერს ადრეულ Ethernet სტანდარტებს 10 Mbps გამტარუნარიანობისთვის. პირველ მათგანს ეწოდა FOIRL (Fiber-Optic Inter-Repeater Link), ხოლო შემდეგს ეწოდა 10BaseF.

დღეს მსოფლიოში რამდენიმე ათეული კომპანიაა, რომლებიც აწარმოებენ სხვადასხვა დანიშნულების ოპტიკურ კაბელებს. მათგან ყველაზე ცნობილი: AT&T, General Cable Company (აშშ); Siecor (გერმანია); BICC კაბელი (დიდი ბრიტანეთი); Les cables de Lion (საფრანგეთი); Nokia (ფინეთი); NTT, Sumitomo (იაპონია), Pirelli (იტალია).

ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელების წარმოების განმსაზღვრელი პარამეტრებია სამუშაო პირობები და საკომუნიკაციო ხაზის სიმძლავრე. სამუშაო პირობების მიხედვით, კაბელები იყოფა ორ ძირითად ჯგუფად (ნახ. 4).

შიდა პირობა განკუთვნილია შენობებისა და ნაგებობების შიგნით მონტაჟისთვის. ისინი კომპაქტური, მსუბუქი და, როგორც წესი, აქვთ მოკლე საერთო სიგრძე.

მაგისტრალური ხაზები განკუთვნილია საკაბელო კომუნიკაციების დასაყენებლად ჭაბურღილებში, მიწაში, ელექტროგადამცემი ხაზების გასწვრივ საყრდენებზე და წყლის ქვეშ. ეს კაბელები დაცულია გარე გავლენისგან და აქვთ ორ კილომეტრზე მეტი კონსტრუქციის სიგრძე.

საკომუნიკაციო ხაზების მაღალი გამტარუნარიანობის უზრუნველსაყოფად, იწარმოება ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელები, რომლებიც შეიცავს მცირე რაოდენობის (8-მდე) ერთრეჟიმიან ბოჭკოებს დაბალი შესუსტებით, ხოლო სადისტრიბუციო ქსელების კაბელები შეიძლება შეიცავდეს 144 ბოჭკოს, როგორც ერთრეჟიმს, ასევე მრავალმოდურს. ქსელის სეგმენტებს შორის დისტანციებზე.

ნახ.4 FOC-ის კლასიფიკაცია

3 ბოჭკოვანი სიგნალის გადაცემის უპირატესობები და უარყოფითი მხარეები

3.1 ოპტიკურ-ბოჭკოვანი საკომუნიკაციო ხაზების უპირატესობები

მრავალი აპლიკაციისთვის ოპტიკურ-ბოჭკოვანი ოპტიკა სასურველია რიგი უპირატესობების გამო.

გადაცემის დაბალი დანაკარგი. დაბალი დანაკარგის ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელები საშუალებას გაძლევთ გადაიტანოთ გამოსახულების სიგნალები დიდ დისტანციებზე მარშრუტიზაციის გამაძლიერებლების ან გამეორებების გამოყენების გარეშე. ეს განსაკუთრებით სასარგებლოა საქალაქთაშორისო გადაცემის სქემებისთვის - მაგალითად, ავტომაგისტრალის ან რკინიგზის სათვალთვალო სისტემებისთვის, სადაც 20 კმ სიგრძის განმეორებითი მონაკვეთები არ არის იშვიათი.

ფართოზოლოვანი სიგნალის გადაცემა. ოპტიკური ბოჭკოების გადაცემის ფართო გამტარუნარიანობა საშუალებას იძლევა მაღალი ხარისხის ვიდეო, აუდიო და ციფრული მონაცემების ერთდროულად გადაცემა ერთი ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელის მეშვეობით.

იმუნიტეტი ჩარევისა და ჩარევის მიმართ. ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელის სრული მგრძნობელობა გარე ელექტრული ხმაურისა და ჩარევის მიმართ უზრუნველყოფს სისტემების სტაბილურ მუშაობას იმ შემთხვევებშიც კი, როდესაც ინსტალატორები არ აქცევდნენ საკმარის ყურადღებას მიმდებარე ელექტრო ქსელების ადგილმდებარეობას და ა.შ.

ელექტრო იზოლაცია. ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელისთვის ელექტრული გამტარობის არარსებობა ნიშნავს, რომ აღმოიფხვრება მიწის პოტენციალის ცვლილებებთან დაკავშირებული პრობლემები, როგორიცაა ელექტროსადგურებში ან რკინიგზაში. ეს იგივე თვისება გამორიცხავს აღჭურვილობის დაზიანების რისკს, რომელიც გამოწვეულია ელვისებური დენის ტალღებით და ა.შ.

მსუბუქი და კომპაქტური კაბელები. ოპტიკური ბოჭკოების და ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელების უკიდურესად მცირე ზომა საშუალებას გაძლევთ ახალი სიცოცხლე შეისუნთქოთ ხალხმრავალ საკაბელო არხებში. მაგალითად, ერთი კოაქსიალური კაბელი იკავებს იმავე ადგილს, როგორც 24 ოპტიკურ კაბელს, რომელთაგან თითოეულს შეუძლია ერთდროულად გადაიტანოს 64 ვიდეო არხი და 128 აუდიო ან ვიდეო სიგნალი.

მუდმივი კომუნიკაციის ხაზი. უბრალოდ ტერმინალური აღჭურვილობის ჩანაცვლებით, ვიდრე თავად კაბელებით, ოპტიკურ-ბოჭკოვანი ქსელები შეიძლება განახლდეს მეტი ინფორმაციის მისაღებად. მეორეს მხრივ, ნაწილი ან თუნდაც მთელი ქსელი შეიძლება გამოყენებულ იქნას სრულიად განსხვავებული ამოცანისთვის, მაგალითად, ლოკალური ქსელის და დახურული სატელევიზიო სისტემის გაერთიანება ერთ კაბელში.

აფეთქება და ხანძარსაწინააღმდეგო უსაფრთხოება. ნაპერწკლების არარსებობის გამო, ოპტიკური ბოჭკოვანი ზრდის ქსელის უსაფრთხოებას ქიმიურ და ნავთობგადამამუშავებელ ქარხნებში, მაღალი რისკის ტექნოლოგიური პროცესების მომსახურებისას.

ოპტიკურ-ბოჭკოვანი საკომუნიკაციო ხაზების ხარჯ-ეფექტურობა. ბოჭკოვანი დამზადებულია კვარცისგან, რომელიც დაფუძნებულია სილიციუმის დიოქსიდზე, ფართოდ გავრცელებული და, შესაბამისად, იაფი მასალისგან, სპილენძისგან განსხვავებით.

ხანგრძლივი მომსახურების ვადა. დროთა განმავლობაში ბოჭკო განიცდის დეგრადაციას. ეს ნიშნავს, რომ დამონტაჟებულ კაბელში შესუსტება თანდათან იზრდება. თუმცა, ოპტიკური ბოჭკოების წარმოებისთვის თანამედროვე ტექნოლოგიების სრულყოფის წყალობით, ეს პროცესი მნიშვნელოვნად შენელდება და FOC-ის მომსახურების ვადა დაახლოებით 25 წელია. ამ დროის განმავლობაში შეიძლება შეიცვალოს გადამცემი სისტემების რამდენიმე თაობა/სტანდარტი.

3.2 ოპტიკურ-ბოჭკოვანი ხაზების ნაკლოვანებები

ინსტალაციის მაღალი სირთულე. მაღალკვალიფიციური პერსონალი და სპეციალური ხელსაწყოები. ამიტომ, ყველაზე ხშირად, ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელი იყიდება სხვადასხვა სიგრძის წინასწარ მოჭრილი ნაწილების სახით, რომელთა ორივე ბოლოზე უკვე დამონტაჟებულია საჭირო ტიპის კონექტორები. ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელის გამოყენებისთვის საჭიროა სპეციალური ოპტიკური მიმღებები და გადამცემები, რომლებიც გარდაქმნიან სინათლის სიგნალებს ელექტრო სიგნალებად და პირიქით.

ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელი ნაკლებად გამძლე და მოქნილია ვიდრე ელექტრო კაბელი. მოსახვევის ტიპიური დასაშვები რადიუსი არის დაახლოებით 10 - 20 სმ, უფრო მცირე მოსახვევის რადიუსით ცენტრალური ბოჭკო შეიძლება დაირღვეს.

ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელი მგრძნობიარეა მაიონებელი გამოსხივების მიმართ, რაც ამცირებს მინის ბოჭკოს გამჭვირვალობას, ანუ ზრდის სიგნალის შესუსტებას.

3. ოპტიკურ-ბოჭკოვანი ხაზების ელექტრონული კომპონენტები. ინფორმაციის გადაცემის პრინციპი

ყველაზე ზოგადი ფორმით, ოპტიკურ-ბოჭკოვანი საკომუნიკაციო სისტემებში ინფორმაციის გადაცემის პრინციპი შეიძლება აიხსნას გამოყენებით (ნახ. 5).

ნახ.5 ინფორმაციის გადაცემის პრინციპი ოპტიკურ-ბოჭკოვანი საკომუნიკაციო სისტემებში

1 გადამცემი ბოჭკოვანი ოპტიკისთვის

ოპტიკურ-ბოჭკოვანი გადამცემის ყველაზე მნიშვნელოვანი კომპონენტია სინათლის წყარო (ჩვეულებრივ, ნახევარგამტარული ლაზერი ან LED (სურათი 6)). ორივე ერთსა და იმავე მიზანს ემსახურება - აწარმოებს მიკროსკოპული სინათლის სხივს, რომელიც შეიძლება შევიდეს ბოჭკოში მაღალი ეფექტურობით და მოდულირებული (შეცვლილი ინტენსივობით) მაღალი სიხშირით. ლაზერები უზრუნველყოფენ ბ ó უფრო მაღალი სხივის ინტენსივობა ვიდრე LED-ები და იძლევა უფრო მაღალი მოდულაციის სიხშირის საშუალებას; ამიტომ ისინი ხშირად გამოიყენება შორ მანძილზე ფართოზოლოვანი ხაზებისთვის, როგორიცაა ტელეკომუნიკაცია ან საკაბელო ტელევიზია. მეორეს მხრივ, LED-ები უფრო იაფი და გამძლე მოწყობილობებია და ასევე საკმაოდ შესაფერისია მცირე ან საშუალო ზომის სისტემების უმეტესობისთვის.

ნახ.6 ოპტიკურ ბოჭკოში ოპტიკური გამოსხივების შეყვანის მეთოდები

გარდა მისი ფუნქციური დანიშნულებისა (ანუ რა სიგნალი უნდა გადასცეს), ოპტიკურ-ბოჭკოვანი გადამცემი ხასიათდება კიდევ ორი ​​მნიშვნელოვანი პარამეტრით, რომლებიც განსაზღვრავენ მის თვისებებს. ერთი არის მისი ოპტიკური გამომავალი სიმძლავრე (ინტენსივობა). მეორე არის გამოსხივებული სინათლის ტალღის სიგრძე (ან ფერი). როგორც წესი, ეს არის 850, 1310 ან 1550 ნმ, მნიშვნელობები, რომლებიც არჩეულია ე.წ. გამჭვირვალე ფანჯრები ოპტიკური ბოჭკოვანი მასალის გადაცემის მახასიათებლებში.

3.2 მიმღები ბოჭკოვანი ოპტიკისთვის

ოპტიკურ-ბოჭკოვანი მიმღებები ასრულებენ სასიცოცხლო ამოცანას, აღმოაჩინონ უკიდურესად სუსტი ოპტიკური გამოსხივება, რომელიც გამოიყოფა ბოჭკოების ბოლოდან და გააძლიეროს მიღებული ელექტრული სიგნალი საჭირო დონეზე მინიმალური დამახინჯებით და ხმაურით. გამომავალი სიგნალის მისაღები ხარისხის უზრუნველსაყოფად მიმღების მიერ საჭირო გამოსხივების მინიმალურ დონეს ეწოდება მგრძნობელობა; განსხვავება მიმღების მგრძნობელობასა და გადამცემის გამომავალ სიმძლავრეს შორის განსაზღვრავს სისტემის მაქსიმალურ დასაშვებ დანაკარგს dB-ში. დახურული წრიული ტელევიზორის სათვალთვალო სისტემების უმეტესობისთვის LED გადამცემით, ტიპიური მაჩვენებელია 10-15 დბ. იდეალურ შემთხვევაში, მიმღებმა უნდა იმუშაოს ნორმალურად, როდესაც შეყვანის სიგნალი ძალიან განსხვავდება, რადგან, როგორც წესი, შეუძლებელია წინასწარ წინასწარ განსაზღვრო, თუ რა იქნება საკომუნიკაციო ხაზის შესუსტების ხარისხი (ანუ ხაზის სიგრძე, შეერთების რაოდენობა და ა.შ.). მიმღების მრავალი მარტივი დიზაინი იყენებს მექანიკურ რეგულირებას სისტემის ინსტალაციის დროს, რათა მიაღწიოს სასურველ გამომავალ დონეს. ეს არასასურველია, რადგან ხაზის შესუსტების ცვლილებები გარდაუვალია დაბერების ან ტემპერატურის ცვლილებების გამო და ა.შ., რაც საჭიროებს გაზრდის პერიოდულად კორექტირებას. ყველა ოპტიკურ-ბოჭკოვანი მიმღები იყენებს ავტომატური მომატების კონტროლს, რომელიც აკონტროლებს შეყვანის ოპტიკური სიგნალის საშუალო დონეს და შესაბამისად ცვლის მიმღების მომატებას. არ არის საჭირო ხელით რეგულირება არც ინსტალაციისას და არც მუშაობის დროს.

ოპტიკური ბოჭკოვანი საკომუნიკაციო კაბელი

4. ოპტიკურ-ბოჭკოვანი საკომუნიკაციო ხაზების გამოყენების სფეროები

ოპტიკურ-ბოჭკოვანი საკომუნიკაციო ხაზები (FOCL) საშუალებას გაძლევთ გადასცეთ ანალოგური და ციფრული სიგნალები დიდ დისტანციებზე. ისინი ასევე გამოიყენება უფრო მცირე, უფრო მართვადი დისტანციებზე, როგორიცაა შენობების შიგნით. ინტერნეტის მომხმარებელთა რიცხვი იზრდება - და ჩვენ სწრაფად ვაშენებთ მონაცემთა დამუშავების ახალ ცენტრებს (DPC), რომელთა ურთიერთდაკავშირებისთვის გამოიყენება ოპტიკური ბოჭკო. მართლაც, სიგნალების გადაცემისას 10 გბიტი/წმ სიჩქარით, ხარჯები "სპილენძის" ხაზების მსგავსია, მაგრამ ოპტიკა მნიშვნელოვნად ნაკლებ ენერგიას მოიხმარს. მრავალი წლის განმავლობაში, ბოჭკოვანი და სპილენძის დამცველები ებრძოდნენ ერთმანეთს კორპორატიულ ქსელებში პრიორიტეტისთვის. Დროის დაკარგვა!

მართლაც, ოპტიკაზე აპლიკაციების რაოდენობა იზრდება, ძირითადად სპილენძთან შედარებით ზემოაღნიშნული უპირატესობების გამო. ოპტიკურ-ბოჭკოვანი აღჭურვილობა ფართოდ გამოიყენება სამედიცინო დაწესებულებებში, მაგალითად, საოპერაციო ოთახებში ადგილობრივი ვიდეო სიგნალების გადართვისთვის. ოპტიკურ სიგნალებს არაფერი აქვს საერთო ელექტროენერგიასთან, რაც იდეალურია პაციენტის უსაფრთხოებისთვის.

ოპტიკურ-ბოჭკოვანი ტექნოლოგიები ასევე უპირატესობას ანიჭებენ სამხედროებს, რადგან გადაცემული მონაცემების გარედან წაკითხვა რთულია ან თუნდაც შეუძლებელი. ოპტიკურ-ბოჭკოვანი ხაზები უზრუნველყოფს კონფიდენციალური ინფორმაციის დაცვის მაღალ ხარისხს და იძლევა არაკომპრესირებული მონაცემების გადაცემას, როგორიცაა მაღალი გარჩევადობის გრაფიკა და ვიდეო პიქსელის სიზუსტით. ოპტიკამ შეაღწია ყველა ძირითად სფეროში - სათვალთვალო სისტემებში, საკონტროლო ოთახებში და სიტუაციურ ცენტრებში ექსტრემალური სამუშაო პირობების მქონე ადგილებში.

აღჭურვილობის ღირებულების შემცირებამ შესაძლებელი გახადა ოპტიკური ტექნოლოგიების გამოყენება ტრადიციულად სპილენძის ადგილებში - დიდ სამრეწველო საწარმოებში ავტომატური პროცესის კონტროლის სისტემების ორგანიზებისთვის (APCS), ენერგეტიკულ სექტორში, უსაფრთხოების და ვიდეო მეთვალყურეობის სისტემებში. დიდი დისტანციებზე ინფორმაციის დიდი ნაკადის გადაცემის შესაძლებლობა ხდის ოპტიკას იდეალურად შეეფერება და მოთხოვნადია ინდუსტრიის თითქმის ყველა სფეროში, სადაც საკაბელო ხაზების სიგრძე შეიძლება მიაღწიოს რამდენიმე კილომეტრს. თუ გრეხილი წყვილი კაბელისთვის მანძილი შემოიფარგლება 450 მეტრით, მაშინ ოპტიკისთვის 30 კმ არ არის ლიმიტი.

როგორც ოპტიკურ-ბოჭკოვანი საკომუნიკაციო ხაზების გამოყენების მაგალითი, მსურს აღვწერო დახურული მარყუჟის ვიდეო თვალთვალის უსაფრთხოების სისტემის აღწერა ტიპიურ ელექტროსადგურზე. ეს თემა განსაკუთრებით აქტუალური და მოთხოვნადი გახდა ბოლო პერიოდში, მას შემდეგ რაც რუსეთის ფედერაციის მთავრობამ მიიღო რეზოლუცია ტერორიზმის წინააღმდეგ ბრძოლის შესახებ და სასიცოცხლოდ მნიშვნელოვანი დასაცავი ობიექტების ჩამონათვალი.

5. ოპტიკურ-ბოჭკოვანი ტელევიზიის სათვალთვალო სისტემები

სისტემის განვითარების პროცესი ჩვეულებრივ მოიცავს ორ კომპონენტს:

შესაბამისი აქტიური გადაცემის გზის კომპონენტების შერჩევა საჭირო ფუნქციის (ან ფუნქციების), ხელმისაწვდომი ან შეთავაზებული ბოჭკოების ტიპისა და რაოდენობის და გადაცემის მაქსიმალური დიაპაზონის საფუძველზე.

ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელის პასიური ინფრასტრუქტურის დიზაინები, მათ შორის ხერხემლის კაბელის ტიპები და სპეციფიკაციები, შეერთების ყუთები, ბოჭკოვანი პაჩ-პანელები.

1ვიდეოთვალთვალის ბილიკის კომპონენტები

პირველ რიგში - რა კომპონენტებია რეალურად საჭირო სისტემის სპეციფიკაციების დასაკმაყოფილებლად?

ფიქსირებული კამერის სისტემები - ეს სისტემები ძალიან მარტივია და, როგორც წესი, შედგება მინიატურული ოპტიკურ-ბოჭკოვანი გადამცემისგან და მოდულური ან თაროზე დამონტაჟებული მიმღებისგან. გადამცემი ხშირად საკმარისად პატარაა პირდაპირ კამერის კორპუსში დასამონტაჟებლად და აღჭურვილია კოაქსიალური ბაიონეტის კონექტორით, ოპტიკური კონექტორით. ქ და ტერმინალები დაბალი ძაბვის დენის წყაროს დასაკავშირებლად (ჩვეულებრივ 12 VDC ან AC). ტიპიური ელექტროსადგურის სათვალთვალო სისტემა შედგება რამდენიმე ათეული ამ კამერისგან, საიდანაც სიგნალები გადაეცემა ცენტრალურ საკონტროლო სადგურს და ამ შემთხვევაში მიმღები დამონტაჟებულია თაროზე სტანდარტულ 19 დიუმიან 3U ბარათზე საერთო სიმძლავრის მქონე. მიწოდება.

PTZ მოწყობილობებით კონტროლირებად კამერებზე დაფუძნებული სისტემები - ასეთი სისტემები უფრო რთულია, რადგან დამატებითი არხია საჭირო კამერის კონტროლის სიგნალების გადასაცემად. ზოგადად, ასეთი კამერებისთვის არსებობს ორი ტიპის დისტანციური მართვის სისტემა - ის, რომელიც მოითხოვს დისტანციური მართვის სიგნალების ცალმხრივ გადაცემას (ცენტრალური სადგურიდან კამერებამდე) და ის, რომელიც მოითხოვს ორმხრივ გადაცემას. ორმხრივი გადაცემის სისტემები სულ უფრო პოპულარული ხდება, რადგან ისინი საშუალებას აძლევს თითოეულ კამერას დაადასტუროს თითოეული საკონტროლო სიგნალის მიღება და, შესაბამისად, უზრუნველყოს კონტროლის უფრო დიდი სიზუსტე და საიმედოობა. თითოეულ ამ ჯგუფში არის ინტერფეისის მოთხოვნების ფართო სპექტრი, მათ შორის RS232, RS422 და RS485. სხვა სისტემები არ იყენებენ ციფრულ ინტერფეისს, მაგრამ გადასცემენ მონაცემებს, როგორც აუდიო სიგნალების სერიას ანალოგური არხით, ტელეფონში ორმაგი სიგნალების მსგავსი.

ნახ.6 დისტანციური მართვის სიგნალების გადაცემა მბრუნავი მოწყობილობისთვის ერთ ბოჭკოზე

ყველა ამ სისტემას ასევე შეუძლია იმუშაოს ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელებით შესაბამისი აღჭურვილობის გამოყენებით. ნორმალურ პირობებში, ოპტიკური სიგნალების ერთდროული გადაცემა საპირისპირო მიმართულებით იმავე ბოჭკოზე არასასურველია, რადგან ჯვარედინი საუბარი მოხდება ბოჭკოში გაფანტული არეკვლის გამო. დახურული ჩართვა სატელევიზიო სისტემებში, ეს ეფექტი ქმნის ხმაურს სურათზე, როდესაც ჩართულია კამერის კონტროლი.

ორმხრივი გადაცემის მისაღწევად ერთ ბოჭკოზე ორმხრივი ჩარევის გარეშე, აუცილებელია, რომ ბოჭკოს სხვადასხვა ბოლოებზე გადამცემები მუშაობდნენ ტალღის სხვადასხვა სიგრძეზე, მაგალითად, შესაბამისად 850 ნმ და 1300 ნმ (ნახ. 6). ტალღის სიგრძის გაყოფის მულტიპლექსერი (WDM) მიმაგრებულია ბოჭკოს თითოეულ ბოლოზე, რაც უზრუნველყოფს, რომ თითოეული მიმღები მიიღებს მხოლოდ სინათლის ტალღის საჭირო სიგრძეს (მაგალითად, 850 ნმ) ბოჭკოს საპირისპირო ბოლოში მდებარე გადამცემისგან. არასასურველი ანარეკლები ახლომდებარე გადამცემიდან მთავრდება არასწორი დიაპაზონი (ანუ 1300 ნმ) და შესაბამისად წყდება.

დამატებითი შესაძლებლობები - მიუხედავად იმისა, რომ PTZ მოწყობილობაზე ფიქსირებული კამერის ან კამერის არჩევანი აკმაყოფილებს დახურული წრიული სატელევიზიო სათვალთვალო სისტემების მოთხოვნებს, არსებობს მთელი რიგი სისტემები, რომლებიც საჭიროებენ დამატებით შესაძლებლობებს, მაგალითად, აუდიო ინფორმაციის გადაცემას - ზოგადი შეტყობინება, დამხმარე შეტყობინებები მომხმარებლისთვის, ან ინტერკომის კომუნიკაცია დისტანციური ფოსტით. მეორეს მხრივ, ინტეგრირებული უსაფრთხოების სისტემის ნაწილი შეიძლება შეიცავდეს სენსორულ კონტაქტებს, რომლებიც ჩნდება ხანძრის ან უცხო ადამიანების გამოჩენის შემთხვევაში. ყველა ეს სიგნალი შეიძლება გადაიცეს ოპტიკურ ბოჭკოზე - ან იგივე, რომელსაც იყენებს ქსელი, ან სხვა.

2ვიდეო მულტიპლექსირება

64-მდე ვიდეო და 128-მდე აუდიო ან ციფრული მონაცემების სიგნალი შეიძლება მულტიპლექსირებული იყოს ერთ-რეჟიმიან ბოჭკოზე, ან ოდნავ უფრო მცირე რაოდენობა მულტიმოდში. ამ კონტექსტში, მულტიპლექსირება გულისხმობს სრულეკრანიანი ვიდეო სიგნალების ერთდროულ გადაცემას რეალურ დროში, ვიდრე მცირე კადრის ან გაყოფილი ეკრანის ჩვენებას, რომელსაც ეს ტერმინი უფრო ხშირად მოიხსენიება.

მრავალჯერადი სიგნალის და დამატებითი ინფორმაციის გადაცემის შესაძლებლობა მრავალ ოპტიკურ ბოჭკოზე ძალზე ღირებულია, განსაკუთრებით შორ მანძილზე დახურული სატელევიზიო სათვალთვალო სისტემებისთვის, როგორიცაა მაგისტრალები ან რკინიგზა, სადაც ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელების რაოდენობის შემცირება ხშირად სასიცოცხლოდ მნიშვნელოვანია. სხვა აპლიკაციებისთვის, უფრო მოკლე დისტანციებით და ფართოდ გაფანტული კამერებით, სარგებელი არც ისე ნათელია და აქ პირველი გასათვალისწინებელია თითოეული ვიდეო სიგნალისთვის ცალკე ბოჭკოვანი ბმულის გამოყენება. მულტიპლექსის არჩევანი საკმაოდ რთულია და უნდა გაკეთდეს მხოლოდ ყველა ასპექტის განხილვის შემდეგ, მათ შორის სისტემის ტოპოლოგიის, საერთო ხარჯების და, ბოლოს და ბოლოს, ქსელის გაუმართაობის ტოლერანტობის ჩათვლით.

3საკაბელო ქსელის ინფრასტრუქტურა

გადაცემის ბილიკის მოთხოვნების დადგენის შემდეგ, განვითარდება ოპტიკურ-ბოჭკოვანი საკაბელო ქსელის ინფრასტრუქტურა, რომელიც მოიცავს არა მხოლოდ თავად კაბელებს, არამედ ყველა დამხმარე კომპონენტს - შეერთების ყუთებს, კაბელის გაფართოების პანელს, შემოვლით კაბელებს.

პირველი ამოცანაა დაადასტუროს ბილიკის კომპონენტების შერჩევის ეტაპზე განსაზღვრული ოპტიკური ბოჭკოების რაოდენობისა და ტიპის არჩევანის სისწორის დადასტურება. თუ სისტემა არ არის ძალიან გრძელი (ანუ, არა უმეტეს 10 კმ-ზე მეტი) და არ გულისხმობს ვიდეო სიგნალების მულტიპლექსურ გადაცემას, მაშინ, სავარაუდოდ, ოპტიმალური არჩევანი იქნება 50/125 μm ან 62,5/125 μm შეფასებული ინდექსის ბოჭკო. ტრადიციულად, 50/125 μm ბოჭკოვანი არჩეულია დახურული სატელევიზიო სისტემებისთვის, ხოლო 62,5/125 μm ლოკალური ქსელებისთვის. ნებისმიერ შემთხვევაში, თითოეული მათგანი შესაფერისია თითოეული ამ ამოცანისთვის და ზოგადად, უმეტეს ქვეყნებში, ორივე მიზნით გამოიყენება 62,5/125 მიკრონი ბოჭკო.

საჭირო ბოჭკოების რაოდენობა შეიძლება განისაზღვროს კამერების რაოდენობისა და შედარებითი პოზიციის მიხედვით და გამოყენებულია თუ არა ცალმხრივი ან ორმხრივი დისტანციური მართვის ან მულტიპლექსირების საფუძველზე. რადგან მილები. გარე არხებში დასაყენებლად განკუთვნილი კაბელები, როგორც წესი, წყალგაუმტარია ალუმინის ლენტით (მშრალი ღრუ მილები) ან წყალგაუმტარი შემავსებლით (გელით შევსებული კაბელები). ხანძარსაწინააღმდეგო კაბელი.

მოკლე ჩართვის ტელევიზორის ბევრ სისტემას აქვს ვარსკვლავის კონფიგურაცია, სადაც კაბელის ერთი მონაკვეთი გადის თითოეული კამერიდან საკონტროლო სადგურამდე. ასეთი სისტემებისთვის, საკაბელო ოპტიმალური დიზაინი შეიცავს ორ ბოჭკოებს - შესაბამისად ვიდეო სიგნალების გადასაცემად და დისტანციური მართვისთვის. ეს კონფიგურაცია უზრუნველყოფს კაბელის 100%-იან ტევადობას, ვინაიდან, საჭიროების შემთხვევაში, ვიდეო და დისტანციური მართვის სიგნალების გადაცემა შესაძლებელია იმავე ბოჭკოზე. უფრო ვრცელი ქსელები შეიძლება ისარგებლოს გამოყენებით საპირისპირო ხის ტოპოლოგია (შებრუნებული ტოპები და ხის ტოპოლოგია) (ნახ. 7). ასეთ ქსელებში, ორბირთვიანი ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელი მიდის თითოეული კამერიდან ადგილობრივ „კერამდე“, სადაც ისინი დაკავშირებულია ერთ მრავალ ბირთვიან კაბელში. თავად კონცენტრატორი არ არის ბევრად უფრო რთული, ვიდრე ჩვეულებრივი ყველა ამინდის შეერთების ყუთი და ხშირად შეიძლება გაერთიანდეს ერთ-ერთი კამერის აღჭურვილობის კორპუსთან.

არსებული კაბელისთვის ოპტიკურ-ბოჭკოვანი ხაზების დამატებისას ხარჯების მატება უმნიშვნელოა, განსაკუთრებით დაკავშირებული საზოგადოებრივი სამუშაოების ღირებულებასთან შედარებით, სერიოზულად უნდა იქნას გათვალისწინებული დამატებითი სიმძლავრის კაბელების დაყენების შესაძლებლობა.

თხრილიანი ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელები შეიძლება შეიცავდეს ფოლადის მავთულის გამაგრებას. იდეალურ შემთხვევაში, ყველა კაბელი უნდა იყოს აგებული დაბალი კვამლის გამოსხივების ცეცხლგამძლე მასალებისგან, ადგილობრივი კოდების დასაკმაყოფილებლად, განკუთვნილი გარე საკაბელო არხებში ან პირდაპირ თხრილებში დასაყენებლად, ჩვეულებრივ ღრუ მილის დიზაინით, რომელიც შეიცავს 2-დან 24 ბოჭკოს ერთ ან მეტში.

ნახ.7 ოპტიკურ-ბოჭკოვანი ქსელის ტოპოლოგია

საკონტროლო სადგურზე, შეყვანის ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელი ჩვეულებრივ შედის ინტერფეისის ერთეულში, რომელიც დამონტაჟებულია 19" თაროზე, თითოეულ ბოჭკოს აქვს საკუთარი ინდივიდუალური ქ - კონექტორი. მიმღებთან საბოლოო ინტერფეისისთვის გამოიყენება გაზრდილი სიმტკიცის მოკლე ადაპტერის კაბელები შეჯვარების კაბელებთან. ქ - კონექტორები თითოეულ ბოლოში. ყველა სამონტაჟო სამუშაოს შესასრულებლად არ არის საჭირო სპეციალური უნარები, გარდა ოპტიკურ ბოჭკოს ფრთხილად მოპყრობის აუცილებლობის გონივრული გაგების გარდა (მაგალითად, ბოჭკო 10 ბოჭკოს დიამეტრზე ნაკლებ რადიუსზე არ მოხაროთ) და ზოგადი ჰიგიენის მოთხოვნები ( ანუ სისუფთავე).

4ოპტიკური ზარალის ბიუჯეტი

შეიძლება უცნაურად ჩანდეს, რომ ოპტიკური დანაკარგების ბიუჯეტის გამოთვლები ასე გვიან ხდება დიზაინის პროცესში, მაგრამ სინამდვილეში, ნებისმიერი ზუსტი გამოთვლა შესაძლებელია მხოლოდ საკაბელო ქსელის ინფრასტრუქტურის სრულად განსაზღვრის შემდეგ. გაანგარიშების მიზანია სიგნალის ყველაზე უარეს შემთხვევაში დანაკარგების დადგენა (ჩვეულებრივ ყველაზე გრძელი) და იმის უზრუნველყოფა, რომ გადამცემი გზისთვის შერჩეული აღჭურვილობა ჯდება მიღებულ საზღვრებში გონივრული ზღვრით.

გაანგარიშება საკმაოდ მარტივია და შედგება ბილიკის ყველა კომპონენტის დანაკარგების ჩვეულებრივი ჯამისგან, მათ შორის კაბელში შესუსტება (დბ/კმ x სიგრძე კმ) პლუს ორივე კონექტორები და დანაკარგები სახსრებში. ყველაზე დიდი სირთულე არის უბრალოდ მწარმოებლის დოკუმენტაციიდან საჭირო ზარალის მაჩვენებლების ამოღება.

მიღებული შედეგიდან გამომდინარე, შესაძლოა საჭირო გახდეს გადაცემის გზისთვის შერჩეული აღჭურვილობის ხელახალი შეფასება მისაღები დანაკარგების უზრუნველსაყოფად. მაგალითად, შეიძლება დაგჭირდეთ გაუმჯობესებული ოპტიკური პარამეტრების მქონე აღჭურვილობის შეკვეთა და თუ ეს არ არის ხელმისაწვდომი, უნდა იფიქროთ უფრო გრძელი ტალღის სიგრძის გამჭვირვალე ფანჯარაზე, სადაც დანაკარგები უფრო დაბალია.

5სისტემის ტესტირება და გაშვება

ოპტიკურ-ბოჭკოვანი ქსელის ინსტალატორების უმეტესობა იძლევა ოპტიკური ტესტის შედეგებს ექსპლუატაციაში მყოფი ოპტიკურ-ბოჭკოვანი ქსელისთვის. მინიმუმ, ისინი უნდა შეიცავდეს ოპტიკურ სიმძლავრის გაზომვას ბოლოდან ბოლომდე თითოეული ბოჭკოვანი ბმულისთვის - ეს არის მთლიანობის ტესტის ტოლფასი ჩვეულებრივი სპილენძის ქსელისთვის ელექტრული მულტიპლექსერებით. ეს შედეგები წარმოდგენილია როგორც ხაზის დანაკარგების მნიშვნელობები dB-ში და შეიძლება პირდაპირ შედარება გადაცემის გზისთვის შერჩეული აღჭურვილობის სპეციფიკაციებთან. ზოგადად ნორმალურად ითვლება მინიმალური დანაკარგის ზღვარი (დაპირებული აღჭურვილობის პარამეტრების გამოკლებული გაზომილი მნიშვნელობა) 3 dB გარდაუვალი დაბერების პროცესებისთვის, რომლებიც ხდება ბოჭკოვანი ბოჭკოვან ხაზებში, განსაკუთრებით გადამცემებში.

დასკვნა

ექსპერტებს ხშირად აქვთ მოსაზრება, რომ ბოჭკოვანი ხსნარები ბევრად უფრო ძვირია, ვიდრე სპილენძის. ჩემი ნამუშევრის დასკვნით ნაწილში, მსურს შევაჯამოთ ის, რაც ადრე იყო ნათქვამი და შევეცადო გავარკვიო, მართალია თუ არა ეს, 3M Volution კომპანიის ოპტიკური გადაწყვეტილებების შედარებით მე-6 კატეგორიის სტანდარტულ დაცულ სისტემასთან, რომელიც აქვს მულტიმოდური ოპტიკასთან უახლოესი თვისებები

ტიპიური სისტემის სავარაუდო ღირებულება მოიცავდა 24-პორტიანი პაჩ-პანელის პორტის ფასს (თითო აბონენტზე), აბონენტისა და პაჩ-კაბების, აბონენტის მოდულის, ასევე ჰორიზონტალური კაბელის ღირებულებას 100 მეტრზე (იხ. ცხრილი 1).

ცხრილი 1 SCS სააბონენტო პორტის ღირებულების გაანგარიშება მე-6 კატეგორიის სპილენძისთვის და ოპტიკისთვის

ამ მარტივმა გაანგარიშებამ აჩვენა, რომ ბოჭკოვანი ხსნარის ღირებულება მხოლოდ 35%-ით მეტია, ვიდრე მე-6 კატეგორიის გრეხილი წყვილის ხსნარი, ამიტომ ჭორები ოპტიკის უზარმაზარი ღირებულების შესახებ გარკვეულწილად გადაჭარბებულია. უფრო მეტიც, დღეს ძირითადი ოპტიკური კომპონენტების ღირებულება შედარებადია ან თუნდაც დაბალია, ვიდრე მე -6 კატეგორიის ფარიანი სისტემებისთვის, მაგრამ, სამწუხაროდ, მზა ოპტიკური პატჩი და აბონენტის კაბელები ჯერ კიდევ რამდენჯერმე ძვირია, ვიდრე მათი სპილენძის კოლეგები. თუმცა, თუ რაიმე მიზეზით ჰორიზონტალურ ქვესისტემაში აბონენტის არხების სიგრძე 100 მ-ს აღემატება, ოპტიკას უბრალოდ ალტერნატივა არ აქვს.

ამავდროულად, ოპტიკური ბოჭკოების დაბალი შესუსტების ღირებულება და მისი იმუნიტეტი სხვადასხვა ელექტრომაგნიტური ჩარევის მიმართ, მას იდეალურ გადაწყვეტად აქცევს დღევანდელი და მომავალი საკაბელო სისტემებისთვის.

სტრუქტურირებული საკაბელო სისტემები, რომლებიც იყენებენ ოპტიკურ ბოჭკოვან ტექნიკას როგორც მაგისტრალური, ასევე ჰორიზონტალური კაბელისთვის, მომხმარებლებს უამრავ მნიშვნელოვან სარგებელს აძლევს: უფრო მოქნილი დიზაინი, მცირე კვალი შენობაში, მეტი უსაფრთხოება და უკეთესი მართვა.

ოპტიკური ბოჭკოების გამოყენება სამუშაო ადგილებზე მომავალში შესაძლებელს გახდის გადაერთოთ ახალ ქსელურ პროტოკოლებზე, როგორიცაა Gigabit და 10 Gigabit Ethernet, მინიმალური დანახარჯით. ეს შესაძლებელია ოპტიკურ-ბოჭკოვანი ტექნოლოგიების უახლესი მიღწევების წყალობით: მრავალმოდური ბოჭკოვანი გაუმჯობესებული ოპტიკური მაჩვენებლით და გამტარუნარიანობით; მცირე ფორმის ოპტიკური კონექტორები, რომლებიც საჭიროებენ ნაკლებ კვალს და ინსტალაციის ხარჯებს; პლანზური ვერტიკალური ღრუს ლაზერული დიოდები იძლევა შორ მანძილზე მონაცემთა გადაცემას დაბალ ფასად.

ბოჭკოვანი ხაზები ეწოდება ხაზებს, რომლებიც შექმნილია ინფორმაციის გადასაცემად ოპტიკურ დიაპაზონში. საბჭოთა საინფორმაციო ბიუროს მონაცემებით, 80-იანი წლების ბოლოს ოპტიკურ-ბოჭკოვანი ხაზების გამოყენების ზრდის ტემპი 40%-ს შეადგენდა. კავშირის ექსპერტები ვარაუდობდნენ, რომ ზოგიერთი ქვეყანა მთლიანად მიატოვებდა სპილენძის ბირთვს. კონგრესმა მე-12 ხუთწლიანი გეგმისთვის საკომუნიკაციო ხაზების მოცულობის 25%-ით გაზრდა გადაწყვიტა. მეცამეტე, რომელიც ასევე შექმნილია ბოჭკოვანი ბოჭკოების განვითარებისთვის, დაინახა სსრკ-ს დაშლა და გამოჩნდნენ პირველი ფიჭური ოპერატორები. სხვათა შორის, ექსპერტების პროგნოზი კვალიფიციური კადრების მზარდ საჭიროებასთან დაკავშირებით ჩავარდა...

ოპერაციული პრინციპი

რა არის მაღალი სიხშირის სიგნალების პოპულარობის მკვეთრი ზრდის მიზეზები? თანამედროვე სახელმძღვანელოებში აღნიშნულია სიგნალის რეგენერაციის საჭიროების შემცირება, ღირებულება და არხის სიმძლავრის გაზრდა. საბჭოთა ინჟინრებმა გაარკვიეს, განსხვავებულად მსჯელობდნენ: სპილენძის კაბელები, ჯავშანი, ეკრანები შეადგენს მსოფლიო სპილენძის წარმოების 50%-ს, ტყვიის 25%-ს. არასაკმარისად ცნობილი ფაქტი გახდა ნიკოლა ტესლას მიერ Wardenclyffe Tower-ის პროექტის სპონსორების მიტოვების მთავარი მიზეზი (სახელი დაერქვა იმ ქველმოქმედის გვარს, რომელმაც მიწა გაიღო). ცნობილ სერბ მეცნიერს სურდა ინფორმაციისა და ენერგიის უსადენოდ გადაცემა, რამაც შეაშინა სპილენძის დნობის მრავალი ადგილობრივი მფლობელი. 80 წლის შემდეგ, სურათი მკვეთრად შეიცვალა: ხალხმა გააცნობიერა ფერადი ლითონების გადარჩენის აუცილებლობა.

ბოჭკოს დასამზადებლად გამოყენებული მასალაა... მინა. ჩვეულებრივი სილიკატი, არომატიზებული საკმაოდ დიდი რაოდენობით თვისებების შემცვლელი პოლიმერებით. საბჭოთა სახელმძღვანელოები, ახალი ტექნოლოგიის პოპულარობის მითითებულ მიზეზებთან ერთად, ასახელებენ:

1. დაბალი სიგნალის შესუსტება, რამაც გამოიწვია რეგენერაციის საჭიროების შემცირება.
2. არ არის ნაპერწკალი, შესაბამისად ხანძარსაწინააღმდეგო უსაფრთხოება, ნულოვანი აფეთქების საშიშროება.
3. არ არის მოკლე ჩართვა, შემცირებული ტექნიკური მოთხოვნები.
4. არ არის მგრძნობიარე ელექტრომაგნიტური ჩარევის მიმართ.
5. დაბალი წონა, შედარებით მცირე ზომები.

თავდაპირველად, ოპტიკურ-ბოჭკოვანი ხაზები უნდა დაეკავშირებინათ დიდი მაგისტრალები: ქალაქებს, გარეუბნებსა და ავტომატურ სატელეფონო სადგურებს შორის. სსრკ ექსპერტებმა საკაბელო რევოლუციას უწოდეს მყარი მდგომარეობის ელექტრონიკის გამოჩენა. ტექნოლოგიის განვითარებამ შესაძლებელი გახადა აეშენებინა ქსელები, რომლებიც არ იქნება გაჟონვის დენებისაგან და ჯვარი. ასობით კილომეტრის სიგრძის მონაკვეთი მოკლებულია სიგნალის რეგენერაციის აქტიურ მეთოდებს. ერთრეჟიმიანი კაბელის სიგრძე ჩვეულებრივ 12 კმ-ია, ხოლო მულტიმოდური კაბელის სიგრძე 4 კმ. ბოლო მილი ხშირად დაფარულია სპილენძით. პროვაიდერები მიჩვეულნი არიან საბოლოო წერტილების მიძღვნას ცალკეულ მომხმარებლებს. არ არის მაღალი სიჩქარე, გადამცემები იაფია, მოწყობილობას ელექტროენერგიის ერთდროულად მიწოდების შესაძლებლობა და ხაზოვანი რეჟიმების გამოყენების სიმარტივე.

გადამცემი

ტიპიური სხივების შემქმნელები არის ნახევარგამტარული LED-ები, მათ შორის მყარი მდგომარეობის ლაზერები. ტიპიური pn შეერთებით გამოსხივებული სიგნალის სპექტრული სიგანე არის 30-60 ნმ. პირველი მყარი მდგომარეობის მოწყობილობების ეფექტურობამ ძლივს მიაღწია 1%-ს. დაკავშირებული LED-ების საფუძველი ხშირად არის ინდიუმ-გალიუმ-დარიშხან-ფოსფორის სტრუქტურა. დაბალ სიხშირეზე (1.3 μm) ასხივების საშუალებით მოწყობილობები უზრუნველყოფენ სპექტრის მნიშვნელოვან დისპერსიას. შედეგად მიღებული დისპერსია მნიშვნელოვნად ზღუდავს ბიტის სიჩქარეს (10-100 Mbps). ამიტომ, LED-ები შესაფერისია ადგილობრივი ქსელის რესურსების ასაშენებლად (მანძილი 2-3 კმ).

სიხშირის დაყოფა მულტიპლექსირებით ხორციელდება მრავალსიხშირიანი დიოდებით. დღეს არასრულყოფილი ნახევარგამტარული სტრუქტურები აქტიურად იცვლება ვერტიკალური გამოსხივების ლაზერებით, რომლებიც მნიშვნელოვნად აუმჯობესებენ სპექტრულ მახასიათებლებს. სიჩქარის გაზრდა. ფასი იგივეა. სტიმულირებული ემისიის ტექნოლოგიას მოაქვს გაცილებით მაღალი სიმძლავრე (ასობით მეგავატი). თანმიმდევრული გამოსხივება უზრუნველყოფს ერთრეჟიმიანი ხაზების ეფექტურობას 50%. ქრომატული დისპერსიის ეფექტი მცირდება, რაც უფრო მაღალი ბიტის სიჩქარის საშუალებას იძლევა.

დატენვის რეკომბინაციის მოკლე დრო აადვილებს გამოსხივების მოდულაციას მიწოდების დენის მაღალი სიხშირით. ვერტიკალურის გარდა, ისინი იყენებენ:

1. ლაზერები უკუკავშირით.
2. Fabry-Pero-ს რეზონატორები.

საქალაქთაშორისო საკომუნიკაციო ხაზების მაღალი ბიტის სიჩქარე მიიღწევა გარე მოდულატორების გამოყენებით: ელექტრო შთანთქმის, მაჩ-ზენდერის ინტერფერომეტრები. გარე სისტემები გამორიცხავს მიწოდების ძაბვის ხაზოვანი სიხშირის მოდულაციის აუცილებლობას. დისკრეტული სიგნალის მოჭრილი სპექტრი შემდგომში გადაიცემა. გარდა ამისა, შემუშავებულია ოპერატორის კოდირების სხვა ტექნიკა:

• კვადრატული ფაზის ცვლის გასაღები.
• ორთოგონალური სიხშირის გაყოფის მულტიპლექსირება.
• ამპლიტუდის კვადრატული მოდულაცია.

პროცედურა ხორციელდება ციფრული სიგნალის პროცესორებით. ძველი მეთოდები ანაზღაურებდა მხოლოდ ხაზოვან კომპონენტს. ბერენგერმა გამოხატა მოდულატორი Wien-ის სერიებით, DAC და გამაძლიერებელი მოდელირებული შეკვეცილი, დროის დამოუკიდებელი Volterra სერიებით. ხანა გვთავაზობს დამატებით პოლინომიური გადამცემის მოდელის გამოყენებას. ყოველ ჯერზე, სერიის კოეფიციენტები გვხვდება არაპირდაპირი სასწავლო არქიტექტურის გამოყენებით. დუტელმა ჩაწერა მრავალი გავრცელებული ვარიანტი. ფაზის ჯვარედინი კორელაცია და კვადრატული ველები სინქრონიზაციის სისტემებში ხარვეზების სიმულაციას ახდენს. არაწრფივი ეფექტები ანაზღაურდება იმავე გზით.

მიმღებები

ფოტოდეტექტორი ასრულებს საპირისპირო გარდაქმნას სინათლესა და ელექტროენერგიას შორის. მყარი მდგომარეობის მიმღებების ლომის წილი იყენებს ინდიუმ-გალიუმ-დარიშხანის სტრუქტურას. ზოგჯერ არის პინი ფოტოდიოდები, ზვავი. ლითონ-ნახევარგამტარ-ლითონის კონსტრუქციები იდეალურია რეგენერატორებისა და მოკლე ტალღის მულტიპლექსატორების ჩასართავად. ოპტოელექტრო კონვერტორებს ხშირად ავსებენ ტრანსიმპედის გამაძლიერებლები და შემზღუდველები, რომლებიც აწარმოებენ ციფრულ სიგნალს. შემდეგ ისინი ვარჯიშობენ საათის აღდგენას ფაზაში ჩაკეტილი მარყუჟით.

სინათლის გადაცემა მინით: ისტორია

რეფრაქციის ფენომენი, რომელიც შესაძლებელს ხდის ტროპოსფერულ კომუნიკაციას, არ მოსწონთ სტუდენტებს. რთული ფორმულები და უინტერესო მაგალითები კლავს მოსწავლის სიყვარულს ცოდნისადმი. მსუბუქი მეგზურის იდეა ჯერ კიდევ 1840-იან წლებში დაიბადა: დანიელ კოლადონი და ჟაკ ბაბინე (პარიზი) ცდილობდნენ საკუთარი ლექციები მაცდური, ვიზუალური ექსპერიმენტებით გაელამაზებინათ. შუა საუკუნეების ევროპაში მასწავლებლებს ცუდად ანაზღაურებდნენ, ამიტომ სტუდენტების დიდი ნაკადი, რომლებიც ფულს ატანდნენ, მისასალმებელი პერსპექტივა ჩანდა. ლექტორები აუდიტორიას ნებისმიერი საშუალებით იზიდავდნენ. ზოგიერთმა ჯონ ტინდალმა ისარგებლა ამ იდეით 12 წლის შემდეგ, მოგვიანებით გამოაქვეყნა წიგნი (1870), რომელიც ოპტიკის კანონებს იკვლევდა:

• სინათლე გადის ჰაერ-წყლის ინტერფეისს და შეინიშნება სხივის გარდატეხა პერპენდიკულართან შედარებით. თუ სხივის შეხების კუთხე ორთოგონალურ ხაზთან აღემატება 48 გრადუსს, ფოტონები წყვეტენ სითხის გამოსვლას. ენერგია მთლიანად აისახება უკან. ლიმიტს ვუწოდოთ საშუალების შემზღუდველი კუთხე. წყალი არის 48 გრადუსი 27 წუთი, სილიკატური მინა არის 38 გრადუსი 41 წუთი, ბრილიანტი არის 23 გრადუსი 42 წუთი.

მე-19 საუკუნის დაბადებამ მოიტანა მსუბუქი ტელეგრაფის ხაზი სანკტ-პეტერბურგი - ვარშავა 1200 კმ სიგრძით. შეტყობინებების ოპერატორების მიერ რეგენერაცია ხდებოდა ყოველ 40 კმ-ში. შეტყობინება გაგრძელდა რამდენიმე საათის განმავლობაში. რადიო კომუნიკაციების გამოჩენამ შეცვალა ძველი ტექნიკა. პირველი ოპტიკური ხაზები მე-19 საუკუნის ბოლოს თარიღდება. ექიმებს მოეწონათ ახალი პროდუქტი! მოხრილი მინის ბოჭკომ შესაძლებელი გახადა ადამიანის სხეულის ნებისმიერი ღრუს განათება. ისტორიკოსები გვთავაზობენ მოვლენების განვითარების შემდეგ ვადებს:

ჰენრი სენტ-რენეს იდეა გააგრძელეს ახალი სამყაროს მკვიდრებმა (1920-იანი წლები), რომლებმაც გადაწყვიტეს ტელევიზიის გაუმჯობესება. კლარენს ჰანსელი, ჯონ ლოჯი ბეირდი პიონერები გახდნენ. ათი წლის შემდეგ (1930) სამედიცინო სტუდენტმა ჰაინრიხ ლამმა დაამტკიცა სურათების გადაცემის შესაძლებლობა შუშის გიდების გამოყენებით. ცოდნის მაძიებელმა გადაწყვიტა სხეულის შიგნიდან გამოკვლევა. სურათის ხარისხი ცუდი იყო და ბრიტანული პატენტის მოპოვების მცდელობა ჩაიშალა.

ბოჭკოების დაბადება

დამოუკიდებლად, ჰოლანდიელმა მეცნიერმა აბრაამ ვან ჰეელმა, ბრიტანელმა ჰაროლდ ჰოპკინსმა, ნარინდერ სინგ კაპანმა გამოიგონეს ბოჭკოვანი (1954). პირველის დამსახურება იყო ცენტრალური ბირთვის გამჭვირვალე გარსით დაფარვის იდეა, რომელსაც ჰქონდა დაბალი რეფრაქციული ინდექსი (ჰაერთან ახლოს). ზედაპირის ნაკაწრებისგან დაცვამ მნიშვნელოვნად გააუმჯობესა გადაცემის ხარისხი (გამომგონებლების თანამედროვეებმა დაინახეს მთავარი დაბრკოლება ბოჭკოვანი ხაზების დიდი დანაკარგების გამოყენებისას). ბრიტანელებმაც შეიტანეს სერიოზული წვლილი, შეაგროვეს ბოჭკოების შეკვრა 10000 ცალი, გადასცეს გამოსახულება 75 სმ მანძილზე. შენიშვნა „მოქნილი ბოჭკოვანი სკანირების გამოყენებით“ ამშვენებდა ჟურნალს Nature (1954).

Ეს საინტერესოა! ნარინდერ სინგ კაპანმა გამოიგონა ტერმინი მინაბოჭკოვანი სტატიაში American Science-ში (1960).

1956 წელს მსოფლიოს მოუტანა ახალი მოქნილი გასტროსკოპი, ავტორები ბასილ ჰირშოვიცი, ვილბურ პიტერსი, ლოურენს კურტისი (მიჩიგანის უნივერსიტეტი). ახალი პროდუქტის განსაკუთრებული თვისება იყო ბოჭკოების შუშის გარსი. ელიას სნიცერმა (1961) შემოიტანა იდეა ერთი რეჟიმის ბოჭკოს. იმდენად თხელი, რომ ჩარევის ნიმუშის მხოლოდ ერთი ლაქა ჯდება შიგნით. იდეა დაეხმარა ექიმებს გამოეკვლიათ (ცოცხალი) ადამიანის შინაგანი მხარე. დანაკარგი იყო 1 დბ/მ. კომუნიკაცია კიდევ უფრო გაფართოვდება. საჭირო იყო 10-20 დბ/კმ ზღურბლის მიღწევა.

1964 წელი მიჩნეულია გარდამტეხ მომენტად: დოქტორმა კაომ გამოაქვეყნა სასიცოცხლო მნიშვნელობის სპეციფიკაცია, რომელშიც შემოიღო შორ მანძილზე კომუნიკაციების თეორიული საფუძვლები. დოკუმენტმა ფართოდ გამოიყენა ზემოაღნიშნული ფიგურა. მეცნიერმა დაამტკიცა, რომ უაღრესად გაწმენდილი მინა დანაკარგების შემცირებაში დაგეხმარებათ. გერმანელმა ფიზიკოსმა (1965) მანფრედ ბორნერმა (Telefunken Research Labs, Ulm) წარმოადგინა პირველი ოპერატიული სატელეკომუნიკაციო ხაზი. ნასამ მაშინვე გამოაგზავნა მთვარის სურათები ახალი პროდუქტების გამოყენებით (განვითარებები საიდუმლო იყო). რამდენიმე წლის შემდეგ (1970), Corning Glass-ის სამმა თანამშრომელმა (იხ. თემის დასაწყისი) შეიტანა პატენტი სილიციუმის ოქსიდის დნობის ტექნოლოგიური ციკლის განხორციელების შესახებ. ბიურომ ტექსტის შეფასებას სამი წელი დაჰყო. ახალმა ბირთვმა არხის სიმძლავრე 65000-ჯერ გაზარდა სპილენძის კაბელთან შედარებით. დოქტორ კაოს გუნდმა მაშინვე სცადა მნიშვნელოვანი მანძილის დაფარვა.

Ეს საინტერესოა! 45 წლის შემდეგ (2009) კაოს მიენიჭა ნობელის პრემია ფიზიკაში.

აშშ-ს საჰაერო თავდაცვის სამხედრო კომპიუტერებმა (1975 წ. NORAD განყოფილება, ჩეიენის მთები) მიიღეს ახალი კომუნიკაციები. ოპტიკური ინტერნეტი დიდი ხნის წინ გაჩნდა, პერსონალურ კომპიუტერებამდე! ორი წლის შემდეგ, ჩიკაგოს გარეუბანში 1,5 მილის სატელეფონო ხაზის ტესტირებამ წარმატებით ჩაატარა 672 ხმოვანი არხი. შუშის მწარმოებლები დაუღალავად მუშაობდნენ: 1980-იანი წლების დასაწყისში გამოჩნდა ბოჭკოვანი, რომლის შესუსტება იყო 4 დბ/კმ. სილიციუმის ოქსიდი შეცვალა მეორე ნახევარგამტარმა - გერმანიუმმა.

საწარმოო ხაზით მაღალი ხარისხის კაბელის წარმოების სიჩქარე იყო 2 მ/წმ. Chemie Thomas Mensah-მა შეიმუშავა ტექნოლოგია, რომელმაც განსაზღვრული ლიმიტი ოცჯერ გაზარდა. ახალი პროდუქტი საბოლოოდ უფრო იაფი გახდა, ვიდრე სპილენძის კაბელი. რაც შემდეგშია აღწერილი ზემოთ: მოჰყვა ახალი ტექნოლოგიების მიღების ზრდა. გამეორებების მანძილი იყო 70-150 კმ. ერბიუმის იონებით შეჯერებულმა ბოჭკოვანი გამაძლიერებელმა მკვეთრად შეამცირა სამშენებლო ხაზების ღირებულება. მეცამეტე ხუთწლიანი გეგმის დრომ პლანეტას 25 მილიონი კილომეტრიანი ბოჭკოვანი ქსელი მოუტანა.

განვითარებას ახალი ბიძგი მისცა ფოტონის კრისტალების გამოგონებამ. 2000 წელს გამოვიდა პირველი კომერციული მოდელები. სტრუქტურების პერიოდულობა საშუალებას აძლევდა ენერგიის მნიშვნელოვან ზრდას, ბოჭკოვანი დიზაინი მოქნილად იყო მორგებული, რათა დაიცვას სიხშირე. 2012 წელს Nippon Telegraph and Telephone Company-მ მიაღწია 1 პეტაბიტ/წმ სიჩქარეს 50 კმ მანძილზე ერთი ბოჭკოთი.

სამხედრო მრეწველობა

აშშ-ს სამხედრო ინდუსტრიის მარშის ისტორია, რომელიც გამოქვეყნებულია Monmouth Message-ში, საიმედოდ არის ცნობილი. 1958 წელს, ფორტ მონმუთის საკაბელო მენეჯერმა (აშშ-ს არმიის სიგნალის კორპუსის ლაბორატორიები) მოახსენა ელვისა და ნალექის საშიშროების შესახებ. ჩინოვნიკმა შეაწუხა მკვლევარი სემ დი ვიტა და სთხოვა მას მწვანე სპილენძის შემცვლელი ეპოვა. პასუხი მოიცავდა წინადადებას შუშის, ბოჭკოვანი და მსუბუქი სიგნალების გამოცდა. თუმცა, ძია სემის იმდროინდელი ინჟინრები უძლურნი იყვნენ პრობლემის გადაჭრაში.

1959 წლის ცხელ სექტემბერში დი ვიტამ ჰკითხა მეორე რანგის ლეიტენანტ რიჩარდ შტურზებეხერს, იცოდა თუ არა ოპტიკური სიგნალის გადაცემის უნარის მქონე მინის ფორმულა. პასუხი მოიცავდა ინფორმაციას სილიციუმის ოქსიდის შესახებ, ნიმუშს ალფრედის უნივერსიტეტში. მასალების რეფრაქციული ინდექსის მიკროსკოპით გაზომვამ რიჩარდს თავის ტკივილი მისცა. 60-70% შუშის ფხვნილი საშუალებას აძლევდა გასხივოსნებულ შუქს თავისუფლად გასულიყო, რაც აღიზიანებდა თვალებს. სუფთა მინის საჭიროების გათვალისწინებით, შტურზებეხერმა შეისწავლა წარმოების თანამედროვე ტექნიკა სილიციუმის ქლორიდის IV გამოყენებით. დი ვიტამ მასალა მიზანშეწონილად მიიჩნია და გადაწყვიტა მთავრობა კორნინგის შუშის მწარმოებელთან მოლაპარაკებისთვის დაეტოვებინა.

ჩინოვნიკი კარგად იცნობდა მუშებს, მაგრამ გადაწყვიტა, ეს საკითხი გასაჯაროებულიყო, რათა ქარხანას სახელმწიფო კონტრაქტი მიეღო. 1961-1962 წლებში სუფთა სილიციუმის ოქსიდის გამოყენების იდეა გადაეცა კვლევით ლაბორატორიებს. ფედერალური ასიგნებები შეადგენდა დაახლოებით 1 მილიონ დოლარს (1963-1970 წლებში). პროგრამა დასრულდა (1985) ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელების წარმოებისთვის მრავალმილიარდ დოლარიანი ინდუსტრიის განვითარებით, რომელმაც დაიწყო სპილენძის კაბელების სწრაფად ჩანაცვლება. დი ვიტა მუშაობდა, კონსულტაციას უწევდა ინდუსტრიას, იცოცხლა 97 წლამდე (გარდაცვალების წელი - 2010).

კაბელების სახეები

კაბელი იქმნება:

1. ბირთვი.
2. ჭურვი.
3. დამცავი საფარი.

ბოჭკო ახორციელებს სიგნალის მთლიან ასახვას. პირველი ორი კომპონენტის მასალა ტრადიციულად მინაა. ხანდახან პოულობენ იაფი შემცვლელს - პოლიმერს. ოპტიკური კაბელები გაერთიანებულია შერწყმის გზით. ბირთვის გასწორება მოითხოვს უნარს. 50 მიკრონიზე მეტი სისქის მულტიმოდური კაბელები უფრო ადვილია შედუღება. ორი გლობალური ჯიში განსხვავდება რეჟიმების რაოდენობით:

• მულტიმოდი აღჭურვილია სქელი ბირთვით (50 მიკრონიზე მეტი).
• ერთი რეჟიმი გაცილებით თხელია (10 მიკრონიზე ნაკლები).

პარადოქსი: პატარა კაბელი უზრუნველყოფს შორ მანძილზე კომუნიკაციას. ოთხბირთვიანი ტრანსატლანტიკურის ღირებულება 300 მილიონი დოლარია. ბირთვი დაფარულია სინათლის მდგრადი პოლიმერით. ჟურნალმა New Scientist-მა (2013) გამოაქვეყნა საუთჰემპტონის უნივერსიტეტის სამეცნიერო ჯგუფის ექსპერიმენტები, რომელმაც დაფარა 310 მეტრის დიაპაზონი... ტალღის გამტარი! პასიურმა დიელექტრიკულმა ელემენტმა აჩვენა სიჩქარე 77,3 ტბიტ/წმ. ღრუ მილის კედლები იქმნება ფოტონიკური კრისტალით. ინფორმაციის ნაკადი მოძრაობდა სინათლის 99,7% სიჩქარით.

ფოტონიკური კრისტალური ბოჭკო

ახალი ტიპის კაბელი იქმნება მილების ნაკრებით, კონფიგურაცია წააგავს მომრგვალებულ თაფლს. ფოტონური კრისტალები ბუნებრივ დედის მარგალიტს წააგავს, რომლებიც ქმნიან პერიოდულ კონფორმაციებს, რომლებიც განსხვავდებიან რეფრაქციული ინდექსით. ასეთი მილების შიგნით ტალღის ზოგიერთი სიგრძე დასუსტებულია. კაბელი აჩვენებს გამშვებ ზოლს, სხივი, რომელიც განიცდის ბრაგის რეფრაქციას, აისახება. აკრძალული ზონების არსებობის გამო, თანმიმდევრული სიგნალი მოძრაობს სინათლის სახელმძღვანელოს გასწვრივ.

იე და იარივის პირველი დიზაინი (1978) შედგება სხვადასხვა მასალის ორი ან მეტი კონცენტრირებული ფენისგან. დიზაინები მუდმივად განახლებულია ახალი სახეობებით. რასელმა (1996 წ., ტერმინის ფოტონიკური კრისტალური ბოჭკოების ავტორი) წარმოადგინა ბოჭკოების ფიჭური ნაკრები. მიღწეული შესუსტება შთამბეჭდავია:

1. ღრუ – 1,2 დბ/კმ.
2. მყარი – 0,37 დბ/კმ.

წარმოების ტექნოლოგია მსგავსია ტრადიციული. შედარებით სქელი სამუშაო ნაწილი თანდათან იშლება. თმები კილომეტრების სიგრძის გამოდის. მასალები კვლევის ეტაპს გადის.

სიხშირეები

გადაცემის სიჩქარე და დიაპაზონი შეზღუდულია დისპერსიული ეფექტებითა და შესუსტებით. მკვლევარებმა აღმოაჩინეს ტალღის სიგრძე, რომელიც ამცირებს მინუსებს. შეიქმნა ტელეკომუნიკაციების მიერ გამოყენებული რამდენიმე ფანჯარა:

1. O – 1260..1360 ნმ.
2. E – 1360..1460 ნმ.
3. S – 1460..1530 ნმ.
4. C – 1530..1565 ნმ.
5. L – 1565..1625 ნმ.
6. U – 1625..1675 ნმ.

ფანჯრები არის უწყვეტი არსებული საკომუნიკაციო სისტემები, შეიძლება შედგებოდეს ერთდროულად ორი ან სამი. ისტორიულად, პირველი უფსკრული (800-900 ნმ) ახლა ამოღებულია, რადგან დანაკარგები აკრძალულად მაღალი აღმოჩნდა. Windows O, E ხასიათდება ნულოვანი დისპერსიით. S, C უფრო ხშირად გამოიყენება, რაც აჩვენებს მინიმალური შესუსტების უპირატესობებს (გადაცემის მაქსიმალური დიაპაზონი).

ოპტიკური ბოჭკო შედგება ცენტრალური სინათლის გამტარისაგან (ბირთვი) - მინის ბოჭკოსაგან, რომელიც გარშემორტყმულია შუშის კიდევ ერთი ფენით - მოპირკეთება, რომელსაც აქვს უფრო დაბალი გარდატეხის ინდექსი, ვიდრე ბირთვი. ბირთვში გავრცელებისას, სინათლის სხივები არ სცილდება მის საზღვრებს, ირეკლავს გარსის დაფარვის ფენას. ოპტიკურ ბოჭკოში სინათლის სხივი ჩვეულებრივ წარმოიქმნება ნახევარგამტარული ან დიოდური ლაზერით. გარდატეხის ინდექსის განაწილებისა და ბირთვის დიამეტრიდან გამომდინარე, ოპტიკური ბოჭკო იყოფა ერთ-რეჟიმად და მულტირეჟიმად.

ოპტიკურ-ბოჭკოვანი პროდუქტების ბაზარი რუსეთში

ამბავი

მიუხედავად იმისა, რომ ბოჭკოვანი ოპტიკა ფართოდ გამოყენებული და პოპულარული საკომუნიკაციო საშუალებაა, თავად ტექნოლოგია მარტივია და დიდი ხნის წინ განვითარებული. სინათლის სხივის მიმართულების შეცვლის ექსპერიმენტი რეფრაქციით აჩვენეს დანიელ კოლადონმა და ჟაკ ბაბინემ ჯერ კიდევ 1840 წელს. რამდენიმე წლის შემდეგ ჯონ ტინდალმა ეს ექსპერიმენტი გამოიყენა ლონდონში საჯარო ლექციებზე და უკვე 1870 წელს გამოაქვეყნა ნაშრომი სინათლის ბუნების შესახებ. ტექნოლოგიის პრაქტიკული გამოყენება მხოლოდ მეოცე საუკუნეში იქნა ნაპოვნი. 1920-იან წლებში ექსპერიმენტატორებმა კლარენს ჰასნელმა და ჯონ ბერდმა აჩვენეს გამოსახულების ოპტიკური მილების საშუალებით გადაცემის შესაძლებლობა. ეს პრინციპი გამოიყენა ჰაინრიხ ლამმა პაციენტების სამედიცინო გამოკვლევისთვის. მხოლოდ 1952 წელს ინდოელმა ფიზიკოსმა ნარინდერ სინგ კაპანიმ ჩაატარა საკუთარი ექსპერიმენტების სერია, რამაც გამოიწვია ოპტიკური ბოჭკოების გამოგონება. ფაქტობრივად, მან შექმნა მინის ძაფების იგივე შეკვრა, ხოლო გარსი და ბირთვი სხვადასხვა რეფრაქციული ინდექსის მქონე ბოჭკოებისგან იყო დამზადებული. ჭურვი სინამდვილეში სარკეს ემსახურებოდა, ბირთვი კი უფრო გამჭვირვალე იყო - ამან გადაჭრა სწრაფი დისპერსიის პრობლემა. თუ ადრე სხივი არ აღწევდა ოპტიკური ძაფის ბოლომდე და შეუძლებელი იყო შორ მანძილზე გადაცემის ასეთი საშუალების გამოყენება, ახლა პრობლემა მოგვარებულია. ნარინდერ კაპანმა გააუმჯობესა ტექნოლოგია 1956 წლისთვის. მოქნილი მინის ღეროების თაიგული გადასცემდა სურათს ფაქტობრივად დაკარგვისა და დამახინჯების გარეშე.

კორნინგის სპეციალისტების მიერ ოპტიკური ბოჭკოების გამოგონება 1970 წელს, რამაც შესაძლებელი გახადა სატელეფონო სიგნალის მონაცემთა გადაცემის სისტემის დუბლირება იმავე მანძილზე სპილენძის მავთულზე გამეორების გარეშე, ითვლება გარდამტეხ წერტილად ბოჭკოების განვითარების ისტორიაში. ოპტიკური ტექნოლოგიები. დეველოპერებმა შეძლეს შექმნან დირიჟორი, რომელსაც შეუძლია შეინარჩუნოს ოპტიკური სიგნალის სიმძლავრის მინიმუმ ერთი პროცენტი ერთი კილომეტრის მანძილზე. დღევანდელი სტანდარტებით, ეს საკმაოდ მოკრძალებული მიღწევაა, მაგრამ მაშინ, თითქმის 40 წლის წინ, აუცილებელი პირობა იყო ახალი ტიპის სადენიანი კომუნიკაციის განვითარებისთვის.

თავდაპირველად, ოპტიკური ბოჭკოვანი იყო მრავალფაზიანი, ანუ მას შეეძლო ერთდროულად ასობით სინათლის ფაზის გადაცემა. უფრო მეტიც, ბოჭკოვანი ბირთვის გაზრდილმა დიამეტრმა შესაძლებელი გახადა იაფი ოპტიკური გადამცემებისა და კონექტორების გამოყენება. გაცილებით მოგვიანებით, მათ დაიწყეს უფრო მაღალი ხარისხის ბოჭკოების გამოყენება, რომლის მეშვეობითაც შესაძლებელი იყო მხოლოდ ერთი ფაზის გადაცემა ოპტიკურ გარემოში. ერთფაზიანი ბოჭკოების დანერგვით, სიგნალის მთლიანობა შეიძლებოდა შენარჩუნებულიყო უფრო დიდ დისტანციებზე, რამაც ხელი შეუწყო მნიშვნელოვანი რაოდენობის ინფორმაციის გადაცემას.

დღეს ყველაზე პოპულარული ბოჭკო არის ერთფაზიანი ბოჭკო ნულოვანი ტალღის სიგრძით. 1983 წლიდან ის არის ინდუსტრიის წამყვანი ოპტიკურ-ბოჭკოვანი პროდუქტი, რომელიც დადასტურებულია, რომ მუშაობს ათობით მილიონ კილომეტრზე.

ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კომუნიკაციის უპირატესობები

• ფართოზოლოვანი ოპტიკური სიგნალები უკიდურესად მაღალი გადამზიდავი სიხშირის გამო. ეს ნიშნავს, რომ ინფორმაციის გადაცემა შესაძლებელია ოპტიკურ-ბოჭკოვანი ხაზით დაახლოებით 1 ტბიტ/წმ სიჩქარით;
• ბოჭკოში მსუბუქი სიგნალის ძალიან დაბალი შესუსტება, რაც შესაძლებელს ხდის ოპტიკურ-ბოჭკოვანი საკომუნიკაციო ხაზების აშენებას 100 კმ-მდე და მეტი სიგრძის სიგნალის რეგენერაციის გარეშე;
• მიმდებარე სპილენძის საკაბელო სისტემების, ელექტრო მოწყობილობების (ელექტრო ხაზები, ელექტროძრავები და ა.შ.) და ამინდის პირობების ელექტრომაგნიტური ჩარევის წინააღმდეგობა;
• დაცვა არაავტორიზებული წვდომისგან. ოპტიკურ-ბოჭკოვანი საკომუნიკაციო ხაზებით გადაცემული ინფორმაცია პრაქტიკულად შეუძლებელია არადესტრუქციული გზით;
• ელექტრო უსაფრთხოება. ფაქტობრივად, დიელექტრიკული, ოპტიკური ბოჭკოვანი ზრდის ქსელის აფეთქებისა და ხანძარსაწინააღმდეგო უსაფრთხოებას, რაც განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია ქიმიურ და ნავთობგადამამუშავებელ ქარხნებში, მაღალი რისკის ტექნოლოგიური პროცესების მომსახურებისას;
• ოპტიკურ-ბოჭკოვანი საკომუნიკაციო ხაზების გამძლეობა - ოპტიკურ-ბოჭკოვანი საკომუნიკაციო ხაზების მომსახურების ვადა მინიმუმ 25 წელია.

ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კომუნიკაციის ნაკლოვანებები

• აქტიური ხაზის ელემენტების შედარებით მაღალი ღირებულება, რომლებიც გარდაქმნიან ელექტრულ სიგნალებს შუქად და სინათლეს ელექტრო სიგნალებად;
• ოპტიკური ბოჭკოების შერწყმის შედარებით მაღალი ღირებულება. ეს მოითხოვს სიზუსტეს და, შესაბამისად, ძვირადღირებულ ტექნოლოგიურ აღჭურვილობას. შედეგად, თუ ოპტიკური კაბელი იშლება, ოპტიკურ-ბოჭკოვანი ხაზის აღდგენის ღირებულება უფრო მაღალია, ვიდრე სპილენძის კაბელებთან მუშაობისას.

ოპტიკურ-ბოჭკოვანი ხაზის ელემენტები

• ოპტიკური მიმღები

ოპტიკური მიმღებები აღმოაჩენენ სიგნალებს, რომლებიც გადაცემულია ბოჭკოვანი კაბელის გასწვრივ და გარდაქმნის მათ ელექტრულ სიგნალებად, რომლებიც შემდეგ აძლიერებენ და შემდეგ აღადგენენ მათ ფორმას, ისევე როგორც საათის სიგნალებს. მოწყობილობის გადაცემის სიჩქარისა და სისტემის სპეციფიკიდან გამომდინარე, მონაცემთა ნაკადი შეიძლება გარდაიქმნას სერიიდან პარალელურად.

• ოპტიკური გადამცემი

ოპტიკურ-ბოჭკოვანი სისტემის ოპტიკური გადამცემი გარდაქმნის სისტემის კომპონენტების მიერ მოწოდებულ ელექტრო მონაცემების თანმიმდევრობას ოპტიკურ მონაცემთა ნაკადად. გადამცემი შედგება პარალელური სერიული გადამყვანისგან საათის სინთეზატორით (რომელიც დამოკიდებულია სისტემის ინსტალაციაზე და ბიტის სიჩქარეზე), დრაივერი და ოპტიკური სიგნალის წყარო. ოპტიკური გადაცემის სისტემებისთვის შეიძლება გამოყენებულ იქნას სხვადასხვა ოპტიკური წყაროები. მაგალითად, სინათლის გამოსხივების დიოდები ხშირად გამოიყენება იაფფასიან ლოკალურ ქსელებში მოკლე დისტანციებზე კომუნიკაციებისთვის. თუმცა, ფართო სპექტრული გამტარობა და მეორე და მესამე ოპტიკური ფანჯრების ტალღის სიგრძეზე მუშაობის შეუძლებლობა არ იძლევა LED-ების გამოყენებას სატელეკომუნიკაციო სისტემებში.

• წინასწარ გამაძლიერებელი

გამაძლიერებელი გარდაქმნის ასიმეტრიულ დენს ფოტოდიოდის სენსორიდან ასიმეტრიულ ძაბვად, რომელიც ძლიერდება და გარდაიქმნება დიფერენციალურ სიგნალად.

• მონაცემთა სინქრონიზაცია და აღდგენის ჩიპი

ამ ჩიპმა უნდა აღადგინოს საათის სიგნალები მიღებული მონაცემთა ნაკადიდან და მათი დაკვრა. ფაზაში ჩაკეტილი მარყუჟის წრე, რომელიც საჭიროა საათის აღდგენისთვის, ასევე სრულად არის ინტეგრირებული საათის ჩიპში და არ საჭიროებს გარე კონტროლის საათის იმპულსებს.

• სერიული კოდის პარალელურად კონვერტაციის ბლოკი

• პარალელური სერიული გადამყვანი

• ლაზერული ფორმირებადი

მისი მთავარი ამოცანაა მიკერძოებული დენის მიწოდება და მოდულატორული დენის მიწოდება ლაზერული დიოდის უშუალოდ მოდულირებისთვის.

• ოპტიკური კაბელი, რომელიც შედგება საერთო დამცავი გარსის ქვეშ მდებარე ოპტიკური ბოჭკოებისგან.

ერთმოდური ბოჭკოვანი

თუ ბოჭკოს დიამეტრი და ტალღის სიგრძე საკმარისად მცირეა, ერთი სხივი გავრცელდება ბოჭკოში. ზოგადად, ბირთვის დიამეტრის არჩევის ფაქტი ერთრეჟიმიანი სიგნალის გავრცელების რეჟიმში მეტყველებს ბოჭკოების დიზაინის თითოეული ვარიანტის თავისებურებაზე. ანუ, ერთჯერადი რეჟიმი ეხება ბოჭკოს მახასიათებლებს გამოყენებული ტალღის სპეციფიკურ სიხშირესთან შედარებით. მხოლოდ ერთი სხივის გავრცელება საშუალებას გაძლევთ თავი დააღწიოთ ინტერმოდურ დისპერსიას და, შესაბამისად, ერთრეჟიმიანი ბოჭკოები სიდიდის ბრძანებით უფრო პროდუქტიულია. ამჟამად გამოიყენება ბირთვი, რომლის გარე დიამეტრი დაახლოებით 8 მიკრონია. როგორც მულტიმოდური ბოჭკოების შემთხვევაში, გამოიყენება როგორც საფეხური, ისე გრადიენტური მასალის განაწილების სიმკვრივე.

მეორე ვარიანტი უფრო პროდუქტიულია. ერთრეჟიმიანი ტექნოლოგია უფრო თხელი, ძვირია და ამჟამად გამოიყენება ტელეკომუნიკაციებში. ოპტიკური ბოჭკოვანი გამოიყენება ოპტიკურ-ბოჭკოვანი საკომუნიკაციო ხაზებში, რომლებიც აღემატება ელექტრონულ კომუნიკაციებს, რადგან ისინი იძლევიან ციფრული მონაცემების უზარმაზარ, უზარმაზარ დისტანციებზე გადაცემის საშუალებას. ოპტიკურ-ბოჭკოვანი ხაზები შეიძლება შექმნან ახალი ქსელი ან ემსახურებოდეს არსებული ქსელების გაერთიანებას - ოპტიკურ-ბოჭკოვანი მაგისტრალების მონაკვეთები, რომლებიც ფიზიკურად არის დაკავშირებული სინათლის სახელმძღვანელოს დონეზე, ან ლოგიკურად მონაცემთა გადაცემის პროტოკოლების დონეზე. მონაცემთა გადაცემის სიჩქარე ოპტიკურ-ბოჭკოვანი ხაზებით შეიძლება გაიზომოს ასობით გიგაბიტი წამში. სტანდარტი უკვე სრულდება, რათა მონაცემთა გადაცემა 100 გბიტ/წმ სიჩქარით მოხდეს, ხოლო 10 გბიტიანი Ethernet სტანდარტი უკვე რამდენიმე წელია გამოიყენება თანამედროვე სატელეკომუნიკაციო სტრუქტურებში.

მულტიმოდური ბოჭკოვანი

მრავალმოდურ ოპტიკურ ბოჭკოში, რეჟიმების დიდი რაოდენობა - ბოჭკოში სხვადასხვა კუთხით შეყვანილი სხივები - შეიძლება ერთდროულად გავრცელდეს. Multimode OF-ს აქვს ბირთვის შედარებით დიდი დიამეტრი (სტანდარტული მნიშვნელობები 50 და 62.5 μm) და, შესაბამისად, დიდი რიცხვითი დიაფრაგმა. მრავალმოდური ბოჭკოების ბირთვის უფრო დიდი დიამეტრი ამარტივებს ოპტიკური გამოსხივების შეერთებას ბოჭკოში, ხოლო მულტიმოდური ბოჭკოს უფრო მოდუნებული ტოლერანტობის მოთხოვნები ამცირებს ოპტიკური გადამცემების ღირებულებას. ამრიგად, მულტიმოდური ბოჭკო ჭარბობს მოკლე დისტანციურ ლოკალურ და საშინაო ქსელებში.

მრავალმოდური ოპტიკური ბოჭკოს მთავარი მინუსი არის ინტერმოდური დისპერსიის არსებობა, რაც წარმოიქმნება იმის გამო, რომ სხვადასხვა რეჟიმი მიჰყვება სხვადასხვა ოპტიკურ გზას ბოჭკოში. ამ ფენომენის გავლენის შესამცირებლად შემუშავდა მრავალმოდური ბოჭკოვანი რეფრაქციული ინდექსით, რის გამოც ბოჭკოში რეჟიმები ვრცელდება პარაბოლური ტრაექტორიების გასწვრივ და მნიშვნელოვნად არის განსხვავება მათ ოპტიკურ ბილიკებში და, შესაბამისად, ინტერმოდალური დისპერსიით. ნაკლები. თუმცა, რაც არ უნდა დაბალანსებული იყოს გრადიენტური მულტიმოდური ბოჭკოები, მათი გამტარუნარიანობა ვერ შეედრება ერთრეჟიმიან ტექნოლოგიებს.

ოპტიკურ-ბოჭკოვანი გადამცემები

ოპტიკურ არხებზე მონაცემების გადასაცემად, სიგნალები უნდა გარდაიქმნას ელექტრულიდან ოპტიკურად, გადაიცეს საკომუნიკაციო ბმულზე და შემდეგ კვლავ გადაკეთდეს ელექტროდ მიმღებში. ეს გარდაქმნები ხდება გადამცემის მოწყობილობაში, რომელიც შეიცავს ელექტრონულ კომპონენტებს ოპტიკურ კომპონენტებთან ერთად.

ფართოდ გამოყენებული გადაცემის ტექნოლოგიაში, დროის გაყოფის მულტიპლექსერი საშუალებას იძლევა გაზარდოს გადაცემის სიჩქარე 10 გბ/წმ-მდე. თანამედროვე მაღალსიჩქარიანი ბოჭკოვანი სისტემები გვთავაზობენ გადაცემის სიჩქარის შემდეგ სტანდარტებს.

ტალღის სიგრძის გაყოფის ან ტალღის სიგრძის გაყოფის მულტიპლექსირების ახალი მეთოდები შესაძლებელს ხდის მონაცემთა გადაცემის სიმკვრივის გაზრდას. ამის მისაღწევად, ინფორმაციის მრავალჯერადი მულტიპლექსირებული ნაკადი იგზავნება ერთი ბოჭკოვანი არხით, თითოეული ნაკადის გადაცემის გამოყენებით სხვადასხვა ტალღის სიგრძეზე. WDM მიმღებსა და გადამცემში ელექტრონული კომპონენტები განსხვავდება დროის გაყოფის სისტემაში გამოყენებულისაგან.

ოპტიკურ-ბოჭკოვანი საკომუნიკაციო ხაზების გამოყენება

ოპტიკური ბოჭკოვანი აქტიურად გამოიყენება საქალაქო, რეგიონალური და ფედერალური საკომუნიკაციო ქსელების ასაშენებლად, ასევე ქალაქის ავტომატურ სატელეფონო სადგურებს შორის დამაკავშირებელი ხაზების დასაყენებლად. ეს განპირობებულია ბოჭკოვანი ქსელების სიჩქარით, საიმედოობით და მაღალი სიმძლავრით. ასევე, ოპტიკურ-ბოჭკოვანი არხების გამოყენებით არის საკაბელო ტელევიზია, დისტანციური ვიდეოთვალთვალი, ვიდეო კონფერენციები და ვიდეო მაუწყებლობა, ტელემეტრია და სხვა საინფორმაციო სისტემები. სამომავლოდ იგეგმება ოპტიკურ-ბოჭკოვანი ქსელების მეტყველების სიგნალების ოპტიკურ სიგნალებად გადაქცევის გამოყენება.

ქვეყნის პირველი ოპტიკურ-ბოჭკოვანი საკომუნიკაციო ხაზი აშენდა 1986 წელს ოქტიაბრსკაიას რკინიგზაზე. ინფორმაციის გადასაცემად გამოიყენება სინათლის ტალღები 0,50 მიკრონი სიგრძით; 1.3 მკმ; 1,55 მიკრონი (მკმ - მიკრომეტრი).

შესუსტების დამოკიდებულება ტალღის სიგრძეზე:

გამჭვირვალე ფანჯრებში სპეციფიური შესუსტება მცირდება 0,1 დბ/კმ რიგის უმნიშვნელო მნიშვნელობამდე. ეს მნიშვნელობა ბევრჯერ დაბალია, ვიდრე სპილენძის დამაკავშირებელი ხაზებისთვის. მაშასადამე, ოპტიკურ-ბოჭკოვანი საკომუნიკაციო ხაზის ერთ-ერთი მთავარი უპირატესობა არის რეგენერაციის სექციების დიდი სიგრძე, ანუ მანძილი გამაძლიერებელ სადგურებს შორის.

AC - საკომუნიკაციო მოწყობილობა;

E/O - ელექტრონულ-ოპტიკური გადამყვანი;

O/E - ოპტოელექტრონული გადამყვანი;

Rg - რეგენერატორი;

OV - ოპტიკური ბოჭკოვანი.

LED-ები და ფოტოდიოდები, ნახევარგამტარული ლაზერები და სხვა ოპტიკური ემიტერები და მიმღებები გამოიყენება როგორც ელექტრონულ-ოპტიკური გადამყვანები. ნახევარგამტარული ოპტიკური გამაძლიერებლები, ეგრეთ წოდებული მასერები, ასრულებენ რეგენერატორს. რეგენერაციის მონაკვეთების სიგრძე შეიძლება იყოს 10-100 კმ, რაც ოპტიკურ-ბოჭკოვანი ხაზების მნიშვნელოვანი უპირატესობაა.

ოპტიკური ბოჭკოვანი (OF) და მისი ტიპები

მოდაან სიგნალი, რომელიც ვრცელდება ოპტიკურ ბოჭკოზე, არის სიგნალის გეომეტრიული გზა ოპტიკურ ბოჭკოში თავისი სივრცითი მახასიათებლებით.

ნებისმიერ ოპტიკურ ბოჭკოს აქვს ბირთვი და მოპირკეთება, ხოლო ბირთვის ოპტიკური სიმკვრივე უფრო დაბალია, ვიდრე მოპირკეთების ოპტიკური სიმკვრივე.

O - ჭურვი; C - ბირთვი; D - ჭურვის დიამეტრი; d - ბირთვის დიამეტრი.

საფეხურიანი ოპტიკური ბოჭკო ხასიათდება: მოპირკეთების დიამეტრი ასობით მიკრონი (100 მიკრონი), ბირთვის დიამეტრი რამდენიმე ათეული მიკრონი (10 მიკრონი). რეჟიმების რაოდენობა (M) შეიძლება იყოს რამდენიმე ათასი ერთეული.

ამ ტიპის ოპტიკური ბოჭკო ხასიათდება შედარებით მაღალი შესუსტებით, მაღალი სიგნალის დისპერსიით და დაბალი გამტარუნარიანობით და ძირითადად გამოიყენება ტალღის სიგრძეზე 0,5 მიკრონი.

გრადიენტური ოპტიკური ბოჭკო ხასიათდება: მოპირკეთების დიამეტრი არის ასობით მიკრონი (D = 100 მიკრონი), ბირთვის დიამეტრი არის (d = 5 - 10 მიკრონი). რეჟიმების რაოდენობა (M) არის 10 - 100 ერთეული.

რეჟიმების რაოდენობის შემცირებით, სიხშირის დისპერსია მცირდება, გამტარუნარიანობა იზრდება და სიგნალის შესუსტება მცირდება. ამ ტიპის ოპტიკური ბოჭკო გამოიყენება ტალღის სიგრძეზე 1,3 მიკრონი და 1,55 მიკრონი.

ერთრეჟიმიანი ოპტიკური ბოჭკოების მახასიათებლები: მოპირკეთების დიამეტრი არის დაახლოებით ასეულ მიკრონი (D = 100 მიკრონი), ბირთვის დიამეტრი (d = n 1 მიკრონი). რეჟიმების რაოდენობა (M) რამდენიმე ერთეულია.

ერთრეჟიმიანი ბოჭკოვანი მუშაობს ტალღის სიგრძეზე 1,55 მიკრონი, აქვს ყველაზე დაბალი სიხშირის დისპერსია, ყველაზე დაბალი შესაძლო შესუსტება და ყველაზე დიდი გადაცემის გამტარუნარიანობა (გამტარუნარიანობა). ამ ტიპის ოპტიკური ბოჭკო ითვლება ყველაზე თანამედროვედ.

ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელების დიზაინი და მონტაჟი (FOC)

1 - პოლიეთილენისგან დამზადებული დამცავი გარსი;

2 - ფოლადის კაბელი, მოქმედებს როგორც მზიდი ნაწილი;

3 - ინდივიდუალური ოპტიკური ბოჭკოების ჯგუფი, ჩვეულებრივ 4, 6, 8, 12;

დამცავი გარსის შიგნით, ისევე როგორც ოპტიკურ ბოჭკოებს შორის, არის გელი - ეს არის სპეციალურად არაგაყინული და არაგასქელება მასა სქელი არაჟნის კონსისტენციით, ის იცავს ცალკეულ ბოჭკოებს დაზიანებისგან ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელის დროს დეფორმირებულია. სისტემის მუშაობის დროს, კაბელის ოპტიკური ბოჭკოების ნაწილი რჩება რეზერვში და გამოიყენება მომავალში, თუ რომელიმე ოპტიკური ბოჭკო ჩაიშლება.

თითოეულ ოპტიკურ ბოჭკოს შეუძლია გადასცეს ასობით მეგაბიტი და თუნდაც გიგაბიტის ერთეული წამში. ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელის მთლიანი გამტარობა ძალიან მაღალია და, როგორც წესი, აღემატება პრაქტიკის რეალურ საჭიროებებს.

ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელის ძირითადი პარამეტრები:

• ოპტიკური ბოჭკოების რაოდენობა - N;
• სპეციფიკური შესუსტება (დბ/კმ);
• მაქსიმალური დასაშვები დაჭიმვის ძალა - P (N/m);
• სამუშაო ტემპერატურის დიაპაზონი: ევროპისთვის, აშშ-სთვის, იაპონიისთვის - (-50 o C - +50 o C), რუსეთისთვის (-60 o C - +50 o C);
• მინიმალური მოსახვევის რადიუსი

ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელის გაყვანის მეთოდები

1. ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელი იდება თიხის თხრილებში ნიადაგის გაყინვის სიღრმეზე (ციმბირში > 2 მ) სიღრმეზე.

2. ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელი იდება ელექტროგადამცემ ხაზებთან (ელექტრო ხაზებთან):

ამ შემთხვევაში, დამიწების კაბელი იცვლება ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელით და ის ერთდროულად ასრულებს ორ ფუნქციას: ინფორმაციის გადაცემას და დამიწების ფუნქციას.

სარკინიგზო ტრანსპორტში ძირითადად გამოიყენება არსებული ელექტროგადამცემი ხაზების გამოყენებით დაგების მე-2 მეთოდი.

ყველამ ჯერ კიდევ არ იცის რა არის ოპტიკურ-ბოჭკოვანი საკომუნიკაციო ხაზები. ოპტიკურ საკომუნიკაციო ხაზებში სინათლის სიგნალი ტრანსპორტირდება ბოჭკოებში. ოპტიკურ-ბოჭკოვანი საკომუნიკაციო სისტემა უზრუნველყოფს კავშირს ორ წერტილს შორის ინფორმაციის გადასაცემად.

ეს კომპონენტები ქმნიან ნებისმიერი ბოჭკოვანი ოპტიკის საფუძველს, დაწყებული მარტივი ერთარხიანი სისტემით. მაგრამ ასევე არის უფრო რთული სისტემები, რომლებიც პროფესიონალურად დამონტაჟებულია და დამონტაჟებულია სპეციალიზებული კომპანიების სპეციალისტების მიერ, რომლებსაც აქვთ პროფესიონალური აღჭურვილობა და მრავალი სერთიფიკატი https://kabelnieseti.ru/services/volokonno-opticheskie-linii-svyazi/. გადაცემული ინფორმაცია ციფრულია (უმეტეს შემთხვევაში), რაც ოპტიკურ-ბოჭკოვანი სისტემას ძალიან მრავალმხრივს და შედარებით უგრძნობს ხდის, მაგალითად, ჰარმონიული დამახინჯების მიმართ. იმის გასაგებად, თუ რა არის ოპტიკურ-ბოჭკოვანი საკომუნიკაციო ხაზები, მოდით გადავხედოთ ძირითად ცნებებს.

არსებობს სხვადასხვა მოდულაციის ფორმატები, ანუ ინფორმაციის კოდირების სხვადასხვა მეთოდი. მაგალითად, მარტივი ფორმატი, რომელიც არ დაბრუნდება 0-ზე (NRZ) გადასცემს თანმიმდევრულ ბიტებს მაღალი ან დაბალი სიმძლავრის სიგნალების გაგზავნით, მეზობელ ბიტებს შორის სივრცეების გარეშე და სინქრონიზაციის დამატებითი საშუალებების გარეშე. ამის საპირისპიროდ, დაბრუნების ნულოვანი (RZ) ფორმატი ადვილად თვითსინქრონიზდება ყოველი ბიტის შემდეგ დასვენების მდგომარეობაში დაბრუნებით, მაგრამ ის მოითხოვს უფრო მაღალ ოპტიკური გადაცემის სიჩქარეს მონაცემთა იგივე სიჩქარისთვის.

გარდა ტექნიკის დეტალებისა და ოპტიკური გამტარუნარიანობისა, რომლებიც დაკავშირებულია მოდულაციის ეფექტურობასთან, გადაცემის ფორმატები ასევე განსხვავდება ალტერნატიული ხმაურის მიმართ მათი მგრძნობელობის თვალსაზრისით.

FOCL სიგნალის გადამცემი

გადამცემი გარდაქმნის ელექტრონულ შეყვანის სიგნალს მოდულირებული სინათლის სხივად. ინფორმაციის კოდირება შესაძლებელია მაგალითად:

• ოპტიკური სიმძლავრე (ინტენსივობა),
• ოპტიკური ფაზა,
• პოლარიზაცია;

ინტენსივობის მოდულაცია ყველაზე გავრცელებული ვარიანტია. ოპტიკური ტალღის სიგრძე ყალიბდება, როგორც წესი, ერთ-ერთ ე.წ. სატელეკომუნიკაციო ფანჯარაში. ტიპიური გადამცემი დაფუძნებულია ერთრეჟიმიან ლაზერულ დიოდზე (ჩვეულებრივ VCSEL ან DFB), რომელიც შეიძლება პირდაპირ მოდულირებული იყოს DML დენით (= პირდაპირ მოდულირებული ლაზერით) ან გარე ოპტიკური მოდულატორით.

პირდაპირი მოდულაცია უფრო მარტივი ვარიანტია და შეუძლია იმუშაოს სიგნალის სიჩქარით 10 გბიტი/წმ ან უფრო მაღალი. თუმცა, ლაზერული დიოდის გადამზიდავი სიმკვრივე იცვლება და შემდეგ მორგებულია კონკრეტულ მყისიერ სიხშირეზე ისე, რომ სიგნალი დამახინჯდეს სიხშირის მოდულაციის სახით. ეს ხდის სიგნალს უფრო მგრძნობიარეს ქრომატული დისპერსიის ეფექტების მიმართ, როდესაც გადაიცემა დიდ დისტანციებზე. ამრიგად, გარე მოდულაცია, როგორც წესი, სასურველია მონაცემთა მაღალსიჩქარიანი გადაცემის კომბინაციისთვის (მაგ., 10-დან 40 გბიტ/წმ-მდე) დიდი გადაცემის მანძილით (ბევრი კილომეტრი). ლაზერს შეუძლია მუდმივად იმუშაოს და სიგნალის დამახინჯება მინიმუმამდეა დაყვანილი.

1-არხიან სისტემებში კიდევ უფრო მაღალი სიჩქარის სიგნალიზაციის მისაღწევად, დროის გაყოფის მულტიპლექსირება შეიძლება გამოყენებულ იქნას 40 გბიტ/წმ არხით ოთხი არხის მქონე სისტემებში, რომელთაგან თითოეული გამოიყენება 160 გბიტ/წმ სიჩქარის საერთო სიჩქარის მისაღწევად. . მაგრამ ეს არის მომავლის ტექნოლოგიები. მონაცემთა მაღალსიჩქარიანი გადაცემის მისაღწევად ნულოვან ფორმატებში, შესაძლოა მომგებიანი იყოს იმპულსური წყაროს გამოყენება (მაგ., ლაზერი, რომელიც ასხივებს სოლიტონის იმპულსებს) ინტენსივობის მოდულატორთან ერთად. ეს ამცირებს მოდულატორის გამტარუნარიანობის მოთხოვნებს, რადგან მოდულატორის ტრანსმისია ვითარდება პულსებს შორის.

მონაცემთა მაღალსიჩქარიანი გადაცემის მისაღებად, გადამცემი უნდა აკმაყოფილებდეს მთელ რიგ მოთხოვნებს. მნიშვნელოვანია მიაღწიოთ მაღალი ჩაქრობის კოეფიციენტს, დაბალი დროის ჟიტერს, დაბალი ინტენსივობის ხმაურს და ზუსტად კონტროლირებული საათის სიხშირეს. რა თქმა უნდა, მონაცემთა გადამცემი უნდა მუშაობდეს სტაბილურად და საიმედოდ მინიმალური ოპერატორის ჩარევით.

ოპტიკური ბოჭკოვანი

ერთრეჟიმიანი ბოჭკოები გამოიყენება საშუალო და შორ მანძილზე გადაცემისთვის, მაგრამ სისტემა ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას მრავალმოდურ ბოჭკოებთან მოკლე დისტანციებზე. ამ უკანასკნელ შემთხვევაში, რეჟიმიდან რეჟიმის დისპერსიამ შეიძლება შეზღუდოს გადაცემის დიაპაზონი ან სიჩქარე. ეგრეთ წოდებული სრული დუპლექსის არხები უზრუნველყოფს კავშირს ორივე მიმართულებით მონაცემთა გადაცემისთვის.

ფართოზოლოვანი ბოჭკოვანი არხები შეიძლება შეიცავდეს ბოჭკოებს გარკვეულ წერტილებში გამაძლიერებლებით (გამაძლიერებლები), რათა თავიდან აიცილონ დენის დონის დაცემა ძალიან დაბალ დონეზე. ალტერნატიულად, შეიძლება გამოყენებულ იქნას განაწილებული გამაძლიერებელი, რომელიც განხორციელდება თავად გადამცემი ბოჭკოდან, დამატებითი მაღალი სიმძლავრის ტუმბოს სხივის ინექციით (ჩვეულებრივ, მიმღების ბოლოში).

შეიძლება გამოყენებულ იქნას დისპერსიის კომპენსაცია (ბოჭკოვანი ქრომატული დისპერსიული ეფექტების საწინააღმდეგოდ) და სიგნალის რეგენერაცია. ეს უკანასკნელი ნიშნავს, რომ აღდგება არა მხოლოდ დენის დონე, არამედ სიგნალის ხარისხი (მაგალითად, პულსის ხანგრძლივობა და დრო). ეს მიიღწევა ან თავად ოპტიკური სიგნალის დამუშავებით, ან სიგნალის ელექტრონულად გამოვლენით, გარკვეული ოპტიკური სიგნალის დამუშავების გამოყენებით და მისი ხელახალი გადაცემით. ეს არის ოპტიკურ-ბოჭკოვანი საკომუნიკაციო ხაზების მუშაობის ძირითადი პრინციპები.

რა არის ოპტიკურ-ბოჭკოვანი მიმღები?

მიმღები შეიცავს გარკვეული ტიპის სწრაფ ფოტოდეტექტორს, როგორც წესი, ფოტოდიოდს და შესაფერის მაღალსიჩქარიან ელექტრონიკას სუსტი სიგნალის გასაძლიერებლად და ციფრული მონაცემების ამოსაღებად. ზვავის ფოტოდიოდები შეიძლება გამოყენებულ იქნას განსაკუთრებით მაღალი მგრძნობელობისთვის. მიმღების მგრძნობელობა შეზღუდულია ხმაურით, როგორც წესი, ელექტრონული წარმოშობისა. თუმცა, უნდა აღინიშნოს, რომ თავად ოპტიკურ სიგნალს ახლავს ოპტიკური ხმაური, მაგალითად, გამაძლიერებლიდან. ასეთი ოპტიკური ხმაური შემოაქვს შეზღუდვებს, რომელთა ამოღება შეუძლებელია სპეციალური მიმღების დიზაინით.