Оптическое волокно

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

В настоящее время оптоволоконные сети являются самым перспективным видом информационных сетей, что обусловлено множеством их преимуществ. В то время как одна из проблем коаксиальных кабелей - это их восприимчивость к электромагнитным полям, у оптоволоконных сетей такой недостаток отсутствует в принципе! А поэтому в современном мире именно оптоволокно является наилучшим способом передачи телекоммуникационных данных. Вид системы передачи с использованием оптического волокна называется волоконно-оптическая линия связи (ВОЛС).

Высокая популярность ВОЛС обусловлена тем, что оптоволокно имеет массу преимуществ не только перед медным кабелем, но и перед витой парой. Среди них можно выделить такие, как широкая полоса пропускания (частота несущей составляет 1014 Гц, что позволяет увеличить поток информации, передаваемый по одному оптическому волокну, до нескольких терабит в секунду), малое затухание светового сигнала в волокне (0,2-0,3 дБ на длине волны 1,55 мкм в расчете на 1 км, что позволяет строить линии протяженностью до 100 км) и высокая защита от помех (диэлектрический материал, из которого изготавливается оптоволокно, делает его невосприимчивым к электромагнитным помехам).

Еще одним важным преимуществом оптоволокна является его высокая защита от несанкционированного доступа. Передаваемую по нему информацию невозможно прослушать, не нарушив волоконно-оптический кабель. При этом специальные системы непрерывного контроля за целостностью линии тут же блокируют этот канал связи и подают сигнал тревоги. Поэтому ВОЛС идеально подходит для организаций с повышенными требованиями к защите данных.

Несмотря на дороговизну этой технологии, обусловленной сложностью и высокими затратами на подключение, преимуществом оптоволокна является его экономичность. Поскольку само волокно изготовлено из кварца на основе двуокиси кремния, который, в отличие от меди, широко распространен, затраты на его производство вдвое меньше, чем затраты на производство медного кабеля. При этом срок эксплуатации волоконно-оптического кабеля достигает 25 лет.

1. Процесс производства волокна

Производство оптоволокна на основе кварцевого стекла требует наличия современного технологического оборудования и высококвалифицированных научных специалистов. Эти составляющие и являются тем залогом успешной научно-производственной деятельности, которая позволяет нам вести плодотворную работу и качественно выполнять поставленные задачи.

Процесс изготовления оптоволокна включает в себя формирование заготовки. Для получения конечного продукта волокна покрываются внешней оболочкой, которую дополняют внутренние силовые компоненты. Кабель, в котором все компоненты оболочки неметаллические и непроводящие, называется диэлектрическим. Кабель с какими-либо проводящими электричество компонентами считается проводящим. Тип ВОК определяется областью его применения. В случае, когда большая часть инфраструктуры сети используется для передачи электрических сигналов, особенно эффективна полностью диэлектрическая оболочка.

Процесс прокладки ВОК несколько отличен от процесса прокладки стандартного медного кабеля по причине своей хрупкости -- при чрезмерном изгибании или натягивании он может сломаться. ВОК, используемый вне помещений, производится тех же модификаций, что и медный, и прокладывают его такими же способами -- под землей, в трубопроводе или по воздуху. Воздушный кабель может быть несущим, привязан к тросу или проложен внутри подвешенного трубопровода.

Вложенный кабельный канал (innerduct) разрабатывался одновременно с ВОК. Его назначение -- защитить гигантские финансовые вложения телефонных компаний, сделанные в подземные трубопроводы, по которым проложены их медные кабели. Для прокладки ВОК эти компании предпочитают использовать уже привычную им технологию и не хотят размещать единственный ВОК в отдельном 4-дюймовом канале. Поэтому уже в процессе создания ВОК производители трубопроводов думали над тем, как рациональнее задействовать для его прокладки существующие 4-дюймовые кабельные каналы, и разработали многоячеистую конструкцию типа труба в трубе, что позволяет по мере необходимости протягивать через один 4-дюймовый кабельный канал несколько независимых друг от друга ВОК.

2. Классификация оптического волокна

Оптические волокна могут быть одномодовыми и многомодовыми. Диаметр сердцевины одномодовых волокон составляет от 7 до 9 микрон. Благодаря малому диаметру достигается передача по волокну лишь одной моды электромагнитного излучения, за счёт чего исключается влияние дисперсионных искажений. В настоящее время практически все производимые волокна являются одномодовыми.

Существует три основных типа одномодовых волокон:

1. Одномодовое ступенчатое волокно с несмещённой дисперсией (стандартное) (англ. SMF -- Step Index Single Mode Fiber), определяется рекомендацией ITU-T G.652 и применяется в большинстве оптических систем связи.

2. Одномодовое волокно со смещённой дисперсией (англ. DSF -- Dispersion Shifted Single Mode Fiber), определяется рекомендацией ITU-T G.653. В волокнах DSF с помощью примесей область нулевой дисперсии смещена в третье окно прозрачности, в котором наблюдается минимальное затухание.

3. Одномодовое волокно с ненулевой смещённой дисперсией (англ. NZDSF -- Non-Zero Dispersion Shifted Single Mode Fiber), определяется рекомендацией ITU-T G.655.

Многомодовые волокна отличаются от одномодовых диаметром сердцевины, который составляет 50 микрон в европейском стандарте и 62,5 микрон в североамериканском и японском стандартах. Из-за большого диаметра сердцевины по многомодовому волокну распространяется несколько мод излучения -- каждая под своим углом, из-за чего импульс света испытывает дисперсионные искажения и из прямоугольного превращается в колоколоподобный.

Многомодовые волокна подразделяются на ступенчатые и градиентные. В ступенчатых волокнах показатель преломления от оболочки к сердцевине изменяется скачкообразно. В градиентных волокнах это изменение происходит иначе -- показатель преломления сердцевины плавно возрастает от края к центру. Это приводит к явлению рефракции в сердцевине, благодаря чему снижается влияние дисперсии на искажение оптического импульса. Профиль показателя преломления градиентного волокна может быть параболическим, треугольным, ломаным и т. д.

Полимерные (пластиковые) волокна производят диаметром 50, 62.5, 120 и 980 микрон и оболочкой диаметром 490 и 1000 мкм.

3. Применение оптического волокна

Рис. 1 Кабель для волоконно-оптической линии связи

Основное применение оптические волокна находят в качестве среды передачи на волоконно-оптических телекоммуникационных сетях различных уровней: от межконтинентальных магистралей до домашних компьютерных сетей. Применение оптических волокон для линий связи обусловлено тем, что оптическое волокно обеспечивает высокую защищенность от несанкционированного доступа, низкое затухание сигнала при передаче информации на большие расстояния и возможность оперировать с чрезвычайно высокими скоростями передачи. Уже к 2006-ому году была достигнута скорость модуляции 111 ГГц, в то время как скорости 10 и 40 Гбит/с стали уже стандартными скоростями передачи по одному каналу оптического волокна. При этом каждое волокно, используя технологию спектрального уплотнения каналов может передавать до нескольких сотен каналов одновременно, обеспечивая общую скорость передачи информации, исчисляемую терабитами в секунду.

Оптическое волокно может быть использовано как датчик для измерения напряжения, температуры, давления и других параметров. Малый размер и фактическое отсутствие необходимости в электрической энергии, даёт волоконно-оптическим датчикам преимущество перед традиционными электрическими в определённых областях.

Оптическое волокно используется в гидрофонах в сейсмических или гидролокационных приборах. Созданы системы с гидрофонами, в которых на волоконный кабель приходится более 100 датчиков. Системы с гидрофоновым датчиком используются в нефтедобывающей промышленности, а также флотом некоторых стран. Немецкая компания Sennheiser разработала лазерный микроскоп, работающий с лазером и оптическим волокном.

Волоконно-оптические датчики, измеряющие температуры и давления, разработаны для измерений в нефтяных скважинах. Они хорошо подходят для такой среды, работая при температурах, слишком высоких для полупроводниковых датчиков.

Разработаны устройства дуговой защиты с волоконно-оптическими датчиками, основными преимуществами которых перед традиционными устройствами дуговой защиты являются: высокое быстродействие, нечувствительность к электромагнитным помехам, гибкость и лёгкость монтажа, диэлектрические свойства.

Оптическое волокно применяется в лазерном гироскопе, используемом в Boeing 767 и в некоторых моделях машин (для навигации). Специальные оптические волокна используются в интерферометрических датчиках магнитного поля и электрического тока. Это волокна, полученные при вращении заготовки с сильным встроенным двойным лучепреломлением.



Рис. 2 Диск фрисби, освещённый оптическим волокном

Оптические волокна широко используются для освещения. Они используются как световоды в медицинских и других целях, где яркий свет необходимо доставить в труднодоступную зону. В некоторых зданиях оптические волокна направляют солнечный свет с крыши в какую-нибудь часть здания. Волоконно-оптическое освещение также используется в декоративных целях, включая коммерческую рекламу, искусство и искусственные рождественские ёлки.

Оптическое волокно также используется для формирования изображения. Пучок света, передаваемый оптическим волокном, иногда используется совместно с линзами -- например, в эндоскопе, который используется для просмотра объектов через маленькое отверстие.

Один из способов механической шифровки изображения заключается в следующем: большое количество оптических волокон, оба конца которых расположены упорядоченно, тщательно переплетают в середине, а затем разрезают пополам. Одна половина получившейся конструкции используется для шифровки изображения, а другая -- для дешифровки: изображение, пройдя через переплетённые световоды, превращается в бессмысленный набор точек разного цвета, но после прохода через вторую половину этот набор точек восстанавливается до оригинала. Преимущество этого метода заключается в простоте изготовления шифрующего механизма и в невозможности расшифровать передаваемое изображение без шифратора или дешифратора (шифратор и дешифратор в такой системе абсолютно взаимозаменяемы). Недостаток заключается в значительной потере качества изображения, зависящей от толщины используемых световодов, и в необходимости очень точно позиционировать зашифрованное изображение перед дешифратором -- малейший перекос будет препятствовать расшифровке.

оптическое волокно арматура

4. Волоконно-оптический кабель. Арматура

4.1 Требования к арматуре

· большая механическая прочность

· хорошая шарнирность

· высокая стойкость к коррозии

· высокая усталостная прочность

· хорошая электрическая проводимость (в некоторых случаях)

4.2 Классификация арматуры

По назначению арматура делится на несколько групп:

· Сцепная арматура

· Поддерживающая арматура

· Натяжная арматура

· Соединительная арматура

· Защитная арматура

· Контактная арматура

· Арматура для крепления штыревых изоляторов

· Спиральная арматура

Рассмотрим спиральную арматуру. В основе спиральной арматуры лежат проволочные спирали, охватывающие провод. Она хорошо сочетается с проводами и тросами в силу собственной гибкости и после монтажа фактически объединяется с проводом в единое целое.

По сравнению с традиционными (болтовыми или прессуемыми) конструкциями, применяемыми в электроэнергетике и связи, спиральная арматура имеет ряд преимуществ, и только она может применяться для монтажа волоконно-оптических кабелей связи (самонесущих, встроенных в грозотрос, фазовый провод), так как другие виды арматуры создают недопустимо большое усилие на зажим.

Основными преимуществами спиральной арматуры по сравнению с традиционными (болтовыми или прессуемыми) конструкциями, применяемыми в электроэнергетике и связи, являются:

· надежное крепление провода, предохраняющее его от чрезмерных перегибов, перетирания и других механических повреждений;

· распределение сдавливающего усилия со стороны спиральных элементов зажима на закрепляемый провод по всей его длине, за счет чего исключаются локальные концентрации этих усилий;

· плотный контакт провода с зажимом;

· быстрый и простой монтаж (нет необходимости в специальных приспособлениях и инструментах);

· восстановление требуемых электрических и механических характеристик провода в случаях его обрыва.

4.3 Виды спиральной арматуры

Спиральная арматура по своему назначению подразделяется на следующие виды:

· натяжные зажимы

· поддерживающие зажимы

· ремонтные зажимы

· соединительные зажимы

· шлейфовые зажимы

· протекторы защитные

5. Производители волоконно-оптической арматуры

5.1 ООО «САРМАТ»

ООО «САРМАТ» - совместное российско-испанское предприятие по производству спиральной арматуры для ЛЭП и воздушных линий связи, созданное в 2011 году. Соучредителем компании выступает испанская фирма «SAPREM S.A.» (Год основания 1984 г).

«Saprem S.A.» - производитель спиральной арматуры для подвеса проводов и тросов на воздушных линиях электропередач, а также волоконно-оптических кабелей связи типа ОКГТ и ОКСН на ВЛ напряжением 35 кВ и выше. Компания прочно удерживает лидирующие позиции в мире на протяжении длительного времени благодаря высокому качеству выпускаемой продукции, конкурентной цене, удобным срокам и условиям поставки.

Маркообразование продукции САРМАТ представлено на рисунке 3.

Рис. 3. Маркообразование продукции

Где 1 - вид зажима:

· ЗНС (CTS) - зажим натяжной спиральный,

· ЗПС (CSS) - зажим поддерживающий спиральный;

2 - тип зажима:

· T (W) - для монтажа на ОКГТ или ГТ,

· Д (D) - для монтажа на ОКСН;

3 - диаметр кабеля, для которого предназначен зажим, мм; 4 - прочность заделки, кН. Пример записи условного обозначения натяжного зажима для ОКГТ или ГТ:

· ЗНС-Т-13,3/114 (CTS-W-13,3/114) - зажим натяжной спиральный, для монтажа на трос (ОКГТ или ГТ), наружным диаметром 13,3 мм и с прочностью заделки 114 кН.

Область применения продукции

Спиральная арматура производства компании САРМАТ предназначена для крепления оптических кабелей связи, встроенных в грозозащитный трос (ОКГТ), грозозащитного троса (ГТ) и самонесущих оптических кабелей связи (ОКСН) на опорах линий электропередачи напряжением 35 кВ и выше, на опорах воздушных ЛЭП, линий связи городского электрохозяйства (уличного освещения, наземного электротранспорта), элементах зданий и сооружений.

Контакты: ООО «САРМАТ» 430001, г. Саранск, ул. Строительная, д. 3 Тел/факс: (8342) 48-09-28 Е-mail: sale@sarmatura.ru

5.2 «Дельфос»

Компания ООО «Дельфос» является официальным представителем французской компании «SICAMEX» на российском рынке в области телекоммуникаций. ООО «Дельфос» обеспечивает наличие продукции марки SM-CI на своем складе и ее эффективное продвижение на российском рынке.

Продукция компании «SICAMEX» хорошо известна и пользуется большим спросом во Франции, Германии, Швеции, России и других странах мира. Среди креплений для городских и сельских линий связи наиболее известны анкерные натяжные зажимы МАЛИКО, использование которых позволяет быстро и без повреждения несущих элементов осуществлять монтаж кабеля по опорам, надежность таких креплений подтверждается их многолетним опытом эксплуатации в различных условиях. Визитной карточкой на рынке телекоммуникаций компании «SICAMEX» является пакет спиральных зажимов (НСО-ПСО), разработанный для установки на коротких, средних и длинных пролетах полностью диэлектрических самонесущих оптических кабелей ADSS и кабелей встроенных в грозотросе OPGW, специально приспособленных к специфике данных кабелей и требований клиентов.

Контакты ООО «Дельфос» Адрес: 119619, Москва, Производственная ул.д.6. Телефоны: (495) 221-11-36, 781-44-35, Факс: (495) 781-44-36 E-mail: info@delfos.ru

5.3 ООО "МСК"

Основная деятельность компании ООО "МСК" началась в 2010 году с поставок кабельно-проводниковой продукции.

Сегодня компания поставляет на российский рынок широкий ассортимент кабельно-проводниковой и электротехнической продукции, кабельной арматуры, волоконно-оптического кабеля и электромонтажного инструмента.

Продукция

-- Кабельная арматура Raychem;

-- Арматура для самонесущих изолированных проводов;

-- Инструмент для монтажа и разделки кабеля.

Телекомуникационное оборудование:

-- Кабельная арматура для ВОЛС;

-- Волоконно-оптический кабель;

-- Кроссовое оборудование;

-- Оптические муфты.

Контакты

офис находится по адресу: 123308, г.Москва,

проспект Маршала Жукова, дом 2.

Телефоны:

тел/факс 8-499-707-75-58

(495) 972-41-58

(499) 136-09-09

8 903 189 00 49 - Владимир

8 903 721 84 78 - Ярослав

8 909 634 82 30 - Алексей

Сводная таблица производителей и их продукции

Производители Продукция	ООО «Сармат»	ООО «Дельфос»	ООО «МСК»
ВОК	+		+
Кабельная арматура	+	+	+
муфты		+	+
Инструменты для монтажа и разделки кабеля		+	+
Кроссовое оборудование		+	+

Размещено на Allbest.ru

...