Проектирование первичной сети связи на участке железной дороги (стр. 2 из 7)
Для обнаружения перехватываемого сигнала понадобится перестраиваемый интерферометр Майкельсона специальной конструкции. Причем, видность интерференционной картины может быть ослаблена как 1:2N, где N - количество сигналов, одновременно передаваемых по оптической системе связи. Можно распределить передаваемую информацию по множеству сигналов или передавать несколько шумовых сигналов, ухудшая этим условия перехвата информации. Потребуется значительный отбор мощности из волокна, чтобы несанкционированно принять оптический сигнал, а это вмешательство легко зарегистрировать системами мониторинга.
Важное свойство оптического волокна - долговечность. Время жизни волокна, то есть сохранение им своих свойств в определенных пределах, превышает 25 лет, что позволяет проложить оптико-волоконный кабель один раз и, по мере необходимости, наращивать пропускную способность канала путем замены приемников и п
редатчиков на более быстродействующие.В России активно ведется строительство ВОЛС различного назначения: городских, зоновых, магистральных. В 86 городах (Москва, Нижний Новгород, Петербург, Новосибирск, Тбилиси, Киев, Баку, Ташкент, Минск, Кишинев и др.) действуют оптические соединительные линии между АТС с цифровыми системами передачи ИКМ-120. Построен ряд зоновых линий внутриобластного назначения, например, Петербург — Сосновый бор, Уфа — Стерлитамак, Тула — Щекино, Воронеж — Павловск, Рязань — Мосолово, Майкоп — Краснодар, Клин — Солнечногорск, Ростов — Азов, Курская обл., Минск — Смолевичи, Рига — Юрмала и др. Построена одномодовая магистраль Петербург — Минск протяженностью 1000 км на большое число каналов.
В России с участием инофирм осуществляется строительство транссибирской линии (ТСЛ), которая свяжет Японию, Россию, Европу. Общее число каналов составит 30 000. Половина из них предназначена для России; в крупных городах, расположенных по трассе, часть этих каналов будет выделяться, вторая половина каналов пройдет транзитом на Европу. Транссибирская линия после включения в мировую межнациональную сеть связи замкнет глобальное волоконно-оптическое кольцо, которое охватит 4 континента (Европу, Америку, Азию, Австралию) и пройдет через 3 океана (Атлантический, Тихий, Индийский). Оптические кабели (ОК) обладают следующими достоинствами:
· широкополосность, возможность передачи большого потока информации (несколько тысяч каналов);
· малые потери и, соответственно, большая длина трансляционных участков (30...70 и 100 км);
· малые габаритные размеры и масса (в 10 раз меньше, чем электрических кабелей);
· высокая защищенность от внешних воздействий и переходных помех;
· надежная техника безопасности (отсутствие искрения и короткого замыкания).
К недостаткам ОК относятся:
· подверженность волоконных световодов радиации, за счет которой появляются пятна затемнения и возрастает затухание;
· водородная коррозия стекла, приводящая к микротрещинам световода и ухудшению его свойств.
Область возможных применений ВОЛС широка — от линии городской и сельской связи и бортовых комплексов (самолеты, ракеты, корабли, железнодорожный транспорт) до систем связи на большие расстояния с высокой информационной емкостью. На основе оптической волоконной связи могут быть созданы новые системы передачи информации.
В оптических системах передачи применяются те же методы образования многоканальной связи, что и в обычных системах передачи по электрическому кабелю, т. е. частотный и временной методы разделения каналов. Во всех случаях оптической передачи электрический канал, создаваемый частотным или временным методом, модулирует оптическую несущую. В модулированном виде световой сигнал передается по ОК. В основном, используется способ модуляции интенсивности оптической несущей, при которой от амплитуды электрического сигнала зависит мощность излучения, подаваемая в кабель.
В оптических системах передачи применяется цифровая (импульсная) передача. Это обусловлено тем, что аналоговая передача требует высокой степени линейности промежуточных усилителей, которую трудно обеспечить в оптических системах.
Таким образом, более распространенной волоконно-оптической системой связи является цифровая система с временным разделением каналов и импульсно-кодовой модуляцией, использующая модуляцию интенсивности излучения источника. Дуплексная связь осуществляется по двум волоконным световодам, каждый из которых предназначен для передачи информации в одном направлении. В оптических системах связи используются преимущественно цифровые системы передачи-ИКМ на 30, 120, 480 и 1920 каналов.
Волоконная оптика развивается по 6 направлениям:
1. многоканальные системы передачи информации;
2. кабельное телевидение;
3. локальные вычислительные сети;
4. датчики и системы сбора обработки и передачи информации;
5. связь и телемеханика на высоковольтных линиях;
6. оборудование и монтаж мобильных объектов.
Многоканальные ВОСП начинают широко использоваться на магистральных и зоновых сетях связи страны, а также для устройства соединительных линий между городскими АТС. Объясняется это большой информационной способностью ОК и их высокой помехозащищенностью. Особенно эффективны и экономичны подводные оптические магистрали.
Применение оптических систем в кабельном телевидении обеспечивает высокое качество изображения и существенно расширяет возможности информационного обслуживания индивидуальных абонентов. В этом случае реализуется заказная система приема и предоставляется возможность абонентам получать на экране своих телевизоров изображения газетных полос, журнальных страниц и справочных данных из библиотеки и учебных центров.
На основе ОК создаются локальные вычислительные сети различной топологии (кольцевые, звездные и др.). Такие сети позволяют объединять вычислительные центры в единую информационную систему с большой пропускной способностью, повышенным качеством и защищенностью от несанкционированного допуска.
Волоконно-оптические датчики способны работать в агрессивных средах, надежны, малогабаритны и не подвержены электромагнитным воздействиям. Они позволяют оценивать на расстоянии различные физические величины (температуру, давление, ток и др.).
Датчики используются в нефтегазовой промышленности, систем
ах охранной и пожарной сигнализации, автомобильной технике и др.Перспективным направлением является применение ОК на высоковольтных линиях электропередачи (ЛЭП) для организации технологической связи и телемеханики. Оптические волокна встраиваются в фазу или трос. Здесь реализуется высокая защищенность каналов от электромагнитных воздействий ЛЭП и грозы.
В последнее время появилось новое направление в развитии волоконно-оптической техники — использование среднего инфракрасного диапазона волн 2...10 мкм. Ожидается, что потери в этом диапазоне не будут превышать 0,02 дБ/км. Это позволит осуществить связь на большие расстояния с участками регенерации до 1000 км. Исследование фтористых и халькогенидных стекол с добавками циркония, бария и других соединений, обладающих сверхпрозрачностью в инфракрасном диапазоне волн, дает возможность еще больше увеличить длину регенерационного участка.
Другим перспективным направлением развития ВОЛС является использование метода частотного разделения каналов, который заключается в том, что в световод одновременно вводится излучение от нескольких источников, работающих на разных частотах, а на приемном конце с помощью оптических фильтров происходит разделение сигналов. Такой метод разделения каналов в ВОЛС получил название спектрального уплотнения или мультиплексирования.
В перспективе, в ВОЛС предполагается использовать преобразование речевых сигналов в оптические непосредственно с помощью акустических преобразователей. Уже разработан оптический телефон и проводятся работы по созданию новых АТС, коммутирующих световые, а не электрические сигналы. Имеются примеры создания многопозиционных быстродействующих оптических переключателей, которые могут использоваться для оптической коммутации.
1.2.
Краткая техническая характеристикасистемы передачи к – 12+12.
Система передачи К – 12+12 работает на симметричных кабелях по двухполосной системе связи, позволяет организовать 12 основных каналов ТЧ и канал служебной связи. Линейный спектр частот системы передачи в направлении А – Б составляет 12 – 60 кГц, в направлении Б – А – 72 – 120 кГц; служебного канала в направлении А – Б – 8 – 12 кГц, в направлении Б – А- 120 – 140 кГц.
Каналы системы передачи является типовыми каналами ТЧ и могут быть исползоаны для передачи речевых сигналов и других видов информации. Вызывные сигналы управления посылаются по выделенному каналу током частотой 3825 Гц. Наибольшая длинна однородного участка линейного тракта 840 км. Максимальная дальность передачи 1500 км. Номинальные уровни передачи на выходе оконечных и промежуточных станций равны – 4 dB.
Оборудование системы передачи состоит из оконечных, обслуживаемых (ОУП) и не обслуживаемых (НУП) усилительных станций. В ОУП параллельным отбором мощности возможно выделение до шести каналов. Выделенные каналы могут быть использованы для групповой связи. Число выделений на одном переприёмном участке при двух проводном окончании каналов для обеспечения их устойчивости не должно превышать трёх. Первый канал предназначен для организации диспетчерской связи и может быть выделен во всех ОУП и НУП.
Наибольшая длинна усилительных участков для кабелей МКС, МКПАБ равна примерно 26 км.