Принципы работы оптоволоконной техники связи.

ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИЗУЧЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЙ РАЗВИТИЯ ОПТОВОЛОКОННОЙ ТЕХНИКИ СВЯЗИ 5
1.1 Оптоволоконная техника связи: понятие и сущность 5
1.2 История возникновения и развития волоконно-оптической связи 7
1.3 Основные элементы оптоволоконной техники связи 11
ГЛАВА 2. Принципы работы оптоволоконной техники связи 16
2.1 Типы оптических волокон 16
2.2 Разновидности и конструктивные особенности волоконно- оптических кабелей. 18
2.3 Области применения оптических волокон 21
ГЛАВА 3. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ ОПТОВОЛОКОННОЙ ТЕХНИКИ СВЯЗИ 24
3.1 Распределенные сенсорные системы 24
3.2 Волоконные оптические лазеры 30
3.3 Микрокабели 34
3.4 Оптоволоконная техника связи в системе умных городов 35
ГЛАВА 4. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 41
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 49
Список литературы 50

Весь текст будет доступен после покупки

Актуальность темы исследования. В современном мире особую важность имеют такие ресурсы, как время и информация. По мере развития технологического процесса и науки, человечество безостановочно развивает средства обработки информации. Венцом данного процесса стало изобретение первого персонального компьютера. Данное изобретение позволило в кратчайшие сроки обрабатывать огромные массивы данных. В связи с этим встал вопрос о том, как сэкономить ресурс времени не только на обработке информации, но и на ее передаче. Этот вопрос был решен, когда появились волоконно-оптические линии связи (ВОЛС). Они имеют более высокую пропускную способность, чем проводники других типов, а также большую дальность передачи информации. Волоконно-оптические линии связи — это такой вид линий связи, в котором информация передается по оптическим диэлектрическим волноводам. Данные линии связи обладают наибольшей скоростью передачи информации (до 40 Гбит/с), а также имеют минимальный уровень потерь при передаче сигнала. В основе волоконно-оптической линии связи (ВОЛС), лежит волоконно-оптический кабель. Данный кабель является многопарным проводом, который состоит из проводников, разделенных специальным покрытием.

Весь текст будет доступен после покупки

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИЗУЧЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЙ РАЗВИТИЯ ОПТОВОЛОКОННОЙ ТЕХНИКИ СВЯЗИ

1.1 Оптоволоконная техника связи: понятие и сущность
В современных сетях связи используются цифровые и аналоговые системы передачи с тенденцией постепенного перехода к применению только цифровых систем. Переход к цифровой передачи информации связан с повышенной помехоустойчивостью. Однако полный переход только на цифровую передачу информацию займ?т большой период времени. Но пока этого не произошло цифровые и аналоговые системы передачи должны быть совместимы.
Высокая стоимость линий связи обуславливает разработку систем и методов, позволяющих одновременно передавать по одной линии связи большое число независимых сообщений, т.е. использовать линию многократно. Такие системы связи называют многоканальными. Связь, осуществляемую с помощью этих систем, принято называть многоканальной. Большинство современных систем связи являются многоканальными. Волоконно-оптическими называют системы передачи, в которых в качестве среды распространения сигнала используется оптическое волокно.
Современные волоконно-оптические системы передачи обладают высокой скоростью передачи, широкой полосой передачи данных, над?жностью и стабильностью, высоким уровнем помехоустойчивостью, простотой реализации. Чтобы отвечать этим качествам, все их элементы должны функционировать в строгих технических рамках.
Для волоконно-оптической системы передачи (ВОСП), как и для любой кабельной системы (на симметричных или коаксиальных кабелях), существуют общие параметры, измерять которые необходимо при строительстве, пусковых и сертификационных испытаниях, пуско-наладочных работах, а также в процессе эксплуатации при проведении профилактических работ. Вместе с тем ВОСП присущи существенные особенности, обусловленные тем, что носителем информации является поток фотонов.
Волоконно-оптические линии связи (ВОЛС) и их особенности. Среди особенностей ВОЛС выделяются следующие:
сверхвысокая пропускная способность, обусловленная работой в оптическом диапазоне радиоволн. по одному ов можно передавать информацию со скоростью порядка 10^12–13 бит/с, что соответсвует 15 млн. одновременных телефонных разговоров цифрового качества. на сегодняшний день полоса пропускания оптоволокна превышает все потребности существующих сетевых приложений;
малое затухание сигнала, значения которого составляют от 0,18 до 0,22 дб/км на длине волны 1550 нм и от 0,31 до 0,34 дб/км на длине волны 1310 нм. в зависимости от скорости передачи это позволяет создавать линии с регенерационными участками (участок между активным оборудованием) более 100 км;
высокая степень защищенности от прослушивания и невосприимчивость к электромагнитным помехам;
малый вес и габариты кабелей (малый диаметр оптического волокна, малая удельная масса кварца, отсутствие экранов), легкость и компактность источников и приемников;
низкая стоимость передачи информации, по сравнению со спутниковой связью.
Оптические волокна, применяемые в связи на средние и длинные дистанции, в основном состоят из материала, широко распространенного в природе, а потому более дешевого, чем медь.
Однако любое оптическое волокно обладает и рядом недостатков, такими как хрупкость, высокие требования при строительстве ВОЛС и монтаже коннекторов. Важнейшими характеристиками ОВ являются затухание и дисперсия. Затухание в оптическом волокне связано с собственными потерями волокна и так называемыми кабельными потерями, обусловленными деформациями в процессе изготовления. Составляющими собственных потерь ОВ являются: потери на поглощение в стекле и на примесях; потери рассеяния на микронеоднородностях материала и тепловых флуктуациях показателя преломления; рэлеевские потери.
По сравнению с кабельной системой, система волоконно-оптических линий связи имеет повышенную надежность, хорошую защищенность от магнитного излучения, а также высокий уровень качества связи.
1.2 История возникновения и развития волоконно-оптической связи
С момента изобретения телефона в 1875 году, ставшего отправной точкой в развитии телефонной связи, методов и технологий передачи голоса, прошло сто лет прежде чем в 1975 году появился первый микрокомпьютер. Все это время системы связи были аналоговыми (в мире практически вплоть до середины 60-х, в России до середины 70-х годов). До этого цифровых систем связи практически не было, несмотря на то, что импульсно-кодовая модуляция (ИКМ) была известна с 1937 года, а специализированные цифровые компьютеры - с 1939 года. Импульсные методы модуляции интенсивно развивались с начала 40-х в связи с развитием радиолокации, однако ИКМ не находила широкого практического применения ввиду громоздкости цифрового оборудования, вплоть до появления в 1959 году компьютеров второго поколения, использующих транзисторы в качестве элементной базы.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Агамиров А. А., Малиновский И. В., Мартынов А. В. Передача данных в оптоволоконной связи //ББК 3 П27. – 2019. – С. 151.
2. Аликин, К. А. Система обратной связи для удаленного источника питания с преобразованием напряжение-частота и оптоволоконной линией передачи / К. А. Аликин, В. П. Морозов // Распределенные компьютерные и телекоммуникационные сети: управление, вычисление, связь (DCCN-2019) : Материалы XXII Международной научной конференции, Москва, 23–27 сентября 2019 года / Под общей редакцией В.М. Вишневского, К.Е. Самуйлова. – Москва: Российский университет дружбы народов (РУДН), 2019. – С. 237-243.
3. Аракелян, А. Г. Преимущества и недостатки волоконно-оптической связи / А. Г. Аракелян // Научное образование. – 2020. – № 3(8). – С. 303-305.
4. Бадеева Е. А. Оптоволоконные технологии в системах передачи данных //Вестник Пензенского государственного университета. – 2022. – №. 2 (38). – С. 64-69.
5. Бармин Е. В. Способы организации связи в сетях передачи данных //Научный альманах. – 2019. – №. 10-2. – С. 16-20.
6. Бурдин В. А. Модель симплексного акусто-оптоволоконного канала связи кабельной линии с двумодовым оптическим волокном //Сборник трудов XI Международной конференции «Фундаментальные проблемы оптики–2019». – 2019. – С. 230-230.

Весь текст будет доступен после покупки