ВОЛОКОННО-ОПТИЧНІ СИСТЕМИ ЗВ`ЯЗКУ
Каток Віктор Борисович
ВОЛОКОННО-ОПТИЧНІ СИСТЕМИ ЗВ`ЯЗКУ Каток Віктор Борисович
Волоконно-оптичні системи передачі (ВОСП) знайшли саме широке впровадження в системах зв'язку у всьому світі. Транспортні мережі зв'язку більшості країн світу вже в даний час побудовані переважно на базі волоконно-оптичних ліній зв'язку (ВОЛЗ). Все ширше впроваджуються в системи зв'язку технології обробки та комутації сигналів оптичного діапазону хвиль, йде процес переходу кабельних мереж зв'язку до повністю оптичних (фотонних) мереж. В технічній літературі майбутнє сторіччя у розвитку зв'язку інколи називають сторіччям оптичного зв'язку.
В Україні значна частина транспортної міжміської мережі вже побудована на базі ВОСП, планується їх саме широке впровадження на мережах доступу. Суттєве використання у системах зв'язку знаходять активні та пасивні оптичні компоненти. Темпи використання оптичних технологій па всіх ступенях мереж зв'язку України будуть весь час зростати і вимагати наявності великої кількості висококваліфікованих фахівців.
Дана книга є навчальним посібником для освітньо-професійної підготовки бакалаврів та спеціалістів за напрямком “Телекомунікації”, насамперед при вивченні дисциплін “Напрямні системи зв'язку”, “Волоконно-оптичні системи передачі”, “Будівництво та монтаж споруд зв'язку”.
Окрім того, вона може мати значний інтерес для інженерів, наукових спеціалістів та широкого кола фахівців, що працюють в галузі телекомунікацій.
Видання цієї книги стало можливе завдяки підтримці фірми Lucent Technologies, яка є одним з світових лідерів в галузі технологій оптичного зв'язку.
Автор висловлює щиру подяку своїм колегам і друзям з Науково-інженерного центру Лінійно-кабельних споруд Київського інституту зв'язку за допомогу і підтримку при підготовці цієї книги і окремо підкреслює великий вклад у роботу Є.Д. Щепкіної та В.Г Левандовського, О.Б.Омецінської, І.Е. Руденко.
ЗМІСТ
ВСТУП
Загальні положення принципу роботи волоконних світловодів
1. Загальні принципи побудови ЦСП
1.1 Класифікація систем передавання
1.2.Ссредньоквадратична тривалість імпульсів і передавальна характеристика волокна
1.2.1.Ссрсдньоквадратична тривалість імпульсів
1.2.2. Передавальна характеристика волокна
1.2.3.Загальна середньоквадратична тривалість імпульсів
1.3.Регенерація цифрових сигналів
1.3.1. Ідеальна цифрова система зв'язку
1.3.2.Причини появи помилок при регенерації цифрових сигналів
1.3.3.Характеристики фільтра, що мінімізує міжсимвольні перешкоди
1.3.4. Око-діаграма
1.3.5. Квантова межа детектування
1.4. Структура ЦСП
1.5. Квантування та кодування
1.6. Формування лінійних кодів
2. Плезіохронна цифрова ієрархія (PDH)
2.1 Загальні поняття про цифрову ієрархію
2.2 1KM-30
2.3 IKM-120
2.4 IKM-480
2.5 IKM-1920
3. Синхронна цифрова ієрархія
3.1 Загальні положення
3.2 Структура SDH сигналу
3.3 Синхронний лінійний тракт
3.4 Оптичні SDH мережі
3.5 Обладнання SDH систем передавання інформації
3.6 Апаратура SDH компанії Lucent Technologies
3.7 Апаратура SDH компанії Alcatel
3.8 Порівняльний аналіз SDH та PDH
4. Плезіохоронні волоконно-оптичні системи передачі застосовуємі в СНД
4.1 Загальні положення
4.2 Магістральні ВОСП
4.2.1 ВОСП Сопка-4
4.2.2 ВОСП Сопка-4М
4.3 Зонові ВОСП
4.3.1 ВОСП Сопка-2, -3
4.3.2 ВОСП Сопка-ЗМ
4.4 BOCI1 місцевих мереж
4.4.1 ВОСП Соната-2
4.4.2 ВОСП ІКМ-120-5
4.4.3 ВОСП Сопка-Г (ІКМ-480-5)
4.5 Визначення довжини регенераційної ділянки ВОСП
4.5.1 Визначення довжини регенераційної ділянки по енергетичним характеристикам
4.5.2 Визначення довжини регенераційної ділянки по часовим характеристикам
5. Повністю оптичні мережі
5.1. Основні визначення й елементи
5.2.Щільне хвильове мультиплексування
5.3. Оптимізація WDM/TDM
5.4. Оптичні комутатори
5.5. Хвильові конвертери
5.6. Класифікація цілком оптичних мереж
5.7. AON із комутацією каналів
5.8. AON із комутацією пакетів
5.9. Архітектура AON
5.10. Прототипи і комерційні реалізації AON
6. Мережі абонентського доступу
6.1. Концепції розвитку абонентських мереж
6.2. Мережі HFC
6.3.Платформа доступу Homceworx
6.4. Міжстудійний телевізійний обмін і система DV6000
7. Оптичні хвилеводи в інтегральній оптиці
7.1. Нові напрямки в розвитку інтегральній оптиці
7.2. Хвилеводи в інтегральній оптиці
7.2.1. Багатошарові хвилеводи
7.2.2. Хвилеводи прямокутного перерізу
7.2.3. Хвилеводи на металевій підкладці
7.2.4. Градієнтні плоскі оптичні хвилеводи
7.3. Зв'язок між хвилеводами
8. Оптоелектронні компоненти ВОСП
8.1. Класифікація основних компонентів ВОСП
8.2 Джерела випромінювання
8.2.1 Світловипромінювальні діоди
8.2.2 Напівпровідникові лазери (лазерні діоди)
8.3 Фотоприймачі
8.3.1 Фотодіод
9. Волоконні світловоди
9.1 Конструкція та типи волоконних світловодів
9.1.1. Багатомодове градієнтне волокно
9.1.2. Одномодове волокно
9.1.3. Основні параметри волоконних світловодів
9.2. Поширення світла вздовж волокна
9.3 Основні характеристики одномодових волоконних світловодів, у відповідності з рекомендаціями МСЕ
9.3.1. Багатомодові оптичні волокна
9.3.2. Одномодові оптичні волокна
9.4. Потенціальні ресурси волокна та хвильове ущільнення
10. Загасання
10.1. Втрати на поглинання.
10.2. Втрати на розсіювання
10.3.Втрати на випромінювання
10.4. Кабельні (радіаційні) втрати
11. Принцип роботи волоконних світловодів
11.1. Взаємодія світла з речовиною
11.2 Принцип дії оптичних волокон
11.3. Основні рівняння поширення хвиль
11.4 Типи хвиль, що розповсюджуються в оптичних волокнах
11.5. Втрати енергії та спотворення сигналу при його передаванні через оптичне волокно
11.5.1. Загасання
11.5.2 Дисперсія
11.6. Основні типи оптичних волокон
11.7. Основні методи розрахунку характеристик оптичних волокон
11.7.1. Дисперсія в багатомодових ОВ
11.7.2. Дисперсія в одномодових ОВ
11.7.3. Дисперсія і смуга пропускання
11.7.4. Поляризаційна модова дисперсія
11.8.Функціональні властивості одномодових волокон
12. Оптичні підсилювачі на основі легованих ербієм оптичних волокон - EDFA
13. Солітонні волоконно-оптичні системи зв’язку
13.1. Особливості поширення солітонних імпульсів у волоконних світловодах
13.2.Регенерація солітонних імпульсів у світловодах
13.3. Методи підвищення ефективності передачі інформації в солітонних системах зв'язку
14. Оптичні кабелі зв'язку
14.1 Загальні вимоги до оптичних кабелів зв'язку
14.2 Оптичні кабелі для прокладання в ґрунт
14.3 Оптичні кабелі для прокладання в кабельній каналізації та тунелях
14.4 Підвісні оптичні кабелі
14.5 Оптичні кабелі для річкових переходів
14.6 Внутрішньооб'єктові оптичні кабелі
14.7 Оптичні кабелі для міжблочних перемикань
14.8 Підводні (морські) оптичні кабелі
15. Прокладання оптичних кабелів
15.1 Загальні вимоги до прокладання оптичних кабелів
15.2 Прокладання кабелів безтраншейним способом
15.3 Прокладання кабелів у відкриту траншею
15.4 Прокладання кабелів в каналах кабельної каналізації
15.5 Прокладання кабелів в тунелях та колекторах
15.6 Прокладання кабелів в захисній пластмасовій трубці
15.7 Підвішування кабелів
15.8 Підвішування кабелів на опорах ЛЕП
15.9 Прокладання кабелів вздовж залізниці
15.10 Прокладання оптичного кабелю через водні перешкоди
16. Монтаж оптичних кабелів зв'язку
16.1 Аналіз втрат, що виникають в процесі монтажу оптичних кабелів зв'язку
16.2 Методи з'єднань оптичних волокон
16.2.1 Загальні положення
16.2.2.Підготування оптичних волокон до з'єднання
16.2.3 Зварні з'єднання
16.2.4 Клейові з'єднання
16.2.5 Механічні з'єднувачі
16.2.6 Роз'ємні з'єднувачі
16.3 Рекомендації з вибору способу з'єднання оптичних волокон в оптичних кабелях зв'язку
16.4 Муфти для монтажу оптичних кабелів зв'язку
17. Методи вимірювання загасань оптичної потужності у волоконно-оптичній елементарній кабельній секції
17.1 .Загальні положення
17.2 Метод зрізування
17.3 Методи внесеного загасання
17.3.1 Метод В1. Вимірювання ОП для визначення внесеного загасання
17.3.1.1 Вимірювання базової ОП
17.3.1.2 Вимірювання ОП при внесенні КС в оптичну лінію вимірювання
17.3.2 Метод В2. Вимірювання ОП визначення внесеного загасання
17.3.2.1 Вимірювання базової ОП
17.3.2.2 Вимірювання ОП при внесенні КС в оптичну лінію вимірювання
17.3.3 Метод ВЗ. Вимірювання ОП для визначення внесеного загасання
17.3.3.1 Вимірювання базової ОП
17.3.3.2 Вимірювання загасання при внесенні КС в оптичну лінію вимірювання
17.4 Вимірювання загасань оптичним рефлектометром
17.4.1 Початкове встановлення параметрів і підготовка до проведення вимірювань
17.4.1.1 Вибір ширини імпульсу
17.4.1.2 Вибір режиму усереднення.
17.4.1.3. Створення оптичної лінії вимірювання
17.4.2. Метод вимірювання загасання між двома вибраними точками в КС.
17.4.2.1.Вимірювання загасання в з'єднанні.
17.4.2.2. Метод вимірювання відбиваючої спроможності.
17.4.2.3. Метод вимірювання загасання, що пов'язане із загальним зворотнім відбиттям КС.
17.5 Оформлення результатів вимірювань
Додаток 1. Словник термінів що приведені в Міжнародному стандарті ІЕС 50(731)"
Додаток 2. ОПТИЧЕСКИЙ РЕФЛЕКТОМЕТР ОР-2-1
Додаток 3. Додаткові приклади до розділу 11
ПЕРЕЛІК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ