Волоконно-оптична лінія передачі
Волоко́нно-опти́чна лінія зв'язку (Волоко́нно-опти́чна лінія переда́чі) — 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.
Активні компоненти ред.
- Мультиплексор/Демультиплексор — широкий клас приладів, що призначені для об’єднання та розділення інформаційних каналів. Мультиплексори та демультиплексори 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, вони й здійснюють 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 оптоелектронне перетворення сигналу.
Пасивні компоненти ред.
- 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 типу і специфічні захисні шари (наприклад, дрібні скляні голки для захисту від гризунів).
- Оптична муфта — пристрій для з'єднання двох і більше оптичних кабелів.
- Оптичний крос — пристрій, що призначений для окінцювання оптичного кабелю і підключення до нього активного устаткування.
Переваги ВОЛП ред.
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 спроможність 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 чутливі 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.
- Відносна крихкість оптичного волокна. При сильному вигинанні кабелю (особливо, коли в якості силового елементу використовується склопластиковий пруток) можлива поломка волокон або їх замутніння через виникнення мікротріщин.
- Складність з'єднання в випадку розриву;
- Складна технологія виготовлення як самого волокна, так і компонентів ВОЛЗ.
- 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.
Застосування ВОЛП ред.
Переваги волоконно-оптичних ліній зумовило їх широке вживання в телекомунікаційних мережах різних рівнів — від міжконтинентальних магістралей до корпоративних і домашніх комп'ютерних мереж.
Монтаж ВОЛП ред.
Укладання кабелю ред.
Оптичний кабель для ліній зв'язку може бути укладений таким чином:
- У кабельну каналізацію або кабельний колектор;
- Безпосередньо у ґрунт [Архівовано 20 серпня 2013 у Wayback Machine.] — з використанням кабелеукладальника (броньований кабель) або задувається в раніше прокладену трубку [Архівовано 4 березня 2016 у Wayback Machine.] (полегшений або звичайний кабель);
- Підвіс кабелю — повітряна лінія зв'язку. Для кожного випадку виготовляються спеціальні кабелі, оболонки, що відрізняються типом, броні, допустимим розтягуючим зусиллям і іншими параметрами.
Монтаж муфт і кросів ред.
Для зрощення оптичних кабелів застосовуються оптичні муфти, що є пластиковими контейнерами, усередині яких розташована сплайспластина, 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 — сплайспластина. 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 відкривання.
Зварювання оптичних волокон здійснюється в напівавтоматичному режимі спеціальними зварювальними апаратами.
Взаємодія ВОЛП з сильним електромагнітним випромінюванням ред.
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.
| 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 |
| LED-LINK 300 | LaserLink 4E1/300 ! | |
|---|---|---|
| Рекомендована відстань | < 300 | < 300 |
| Смуга 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 | - |
| Робоча температура | -20÷+50 | -20÷+50 |
| 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.
Примітки ред.
Посилання ред.
- Гнучкі рішення на «твердої» основі / inavate.ru [Архівовано 6 січня 2012 у Wayback Machine.]