Оптикалық кабельдің телекоммуникацияда қолданылуы

Мазмұны

Нормативтік сілтемелер

Берілген дипломдық жұмысты жасау үшін мынадай нормативтік құжаттар пайдаланылды:

ГОСТ 16092-78 Ілмелі көпмодалы талшықты кабель. Техникалық шарттары.

ГОСТ 26814-86 Оптикалық кабель. Параметрлерін өлшеу әдістері.

ГОСТ 12177-79 Кабельдер мен сымдар. Сынақ жобалау әдістері.

ГОСТ 12182. 8-80 Кабельдер мен сымдар. Иілу тұрақтылығын тестілеу әдісі.

ҚР СТ ГОСТ Р МЭК 794-1-93 Оптикалық кабель. Оптикалық кабельдің əртүрлі сипатына қарай бөлу.

ГОСТ 17491-80 Қабығы мен оқшаулағышы резеңке мен пластмассадан жасалған кабельдер. Төменгі температураларда сынау әдістері.

ҚР СТ ГОСТ Р 52266-2008 Кабель өнімдері. Оптикалық кабельдер. Жалпы техникалық шарттары.

ҚР СТ МЭК 60332-1-1-2010 Жалын әсер ететін жағдайларда электрлік және талшықты - оптикалық кабельдерді сынау. 1-1-бөлімі. Оқшауланған жалғыз сымды немесе кабельді жалынның тік таралуына сынау. Сынау жабдығы.

ҚР СТ ГОСТ Р МЭК 60811-1-2-2009 Электрлік және оптикалық кабельдерді оқшаулау материалдары мен қабықшасы. Жалпы сынау әдістері. 1-2 бөлім. Жалпы қолдану әдістері.

ҚР СТ ГОСТ Р МЭК 60811-1-1-2009 Электрлік және оптикалық кабельдердің оқшаулау мен қабықша үшін материалдар. Жалпы сынау әдістері. Жалпы қолдану әдістері. Қалыңдығы мен мөлшерін өлшеу. Механикалық қасиеттерін анықтау үшін сынақтар жүргізу.

ҚР СТ ИСО 4759-1-2010 Бекіту бұйымдары 20. 08. 2010 ж. № 371 бұйрығымен енгізілді.

ГОСТ IEC 60811-1-1-2011 Электрлік және оптикалық кабельдердің оқшаулағыш материалдары мен қабықтарына жалпы сынау әдістері. Сыртқы көлемі мен қалыңдығын өлшеу. Механикалық қасиеттерін анықтау әдістері.

ГОСТ IEC 60811-1-4-2011 Электрлік және оптикалық кабельдердің оқшаулағыш материалдары мен қабықтарына жалпы сынау әдістері. Жалпы қолдану әдістері. Төмен температурада сынау.

Белгіленулер мен қысқартулар

АТМ - ассинхpонды тpaнспоpты модуль;

АТС - автоматты телефон станциясы;

ОК - оптикалық кабель;

ОКЭ - oрталық күштік элемент;

ОТ - оптикалық талшық;

ТАЕ - Транс - Азиатты - Еуропа жолдың атауы;

ТОБЖ - талшықты - оптикaлық бaйлaныс жолы;

ТОК - талшықты - оптикaлық кабель;

ТОТЖ - талшықты - оптикалық тарату жолы;

ҰАСМ - ұлттық ақпapaттық супepмaгистpaль;

ЭҚО - электр қондырғыларын орнату;

DWDM - тығыз толқын спeктоpы бойыншм мультиплeкстeу;

FTTH (Fiber-to-the-home) - үйге орнатылған оптикалық - талшықты кабель;

GBE - гигабитті Ethernet;

PDH - плезиохронды цифрлықиерархия;

SDH/SONET - синхронды цифрлық иерархия;

WDM - толқындық мультиплексрлеу технологиясы.

Анықтамалар тізімі

Талшықтық - оптикалық кабель - мәліметтерді жарық көмегімен беруге арналған кабель, оның жеткізу жылдамдығы мен сапасы жоғары. Талшықты - оптикалық кабельді (ТОК) жасауда сәулежолдар пайдаланылады.

Кеңжолақты (көпарналы) жеткізу - мәліметті (дыбысты, кескіңді) бір мезгілде әр түрлі жиілікті арналар арқылы жеткізу, белгілі бір жиілік ауқымында жеткізу жиілігін тығыздау және әрбір арнаның өткізу жолағын модуляциялау арқылы атқарылады, жергілікті желілерде кеңейтілген өткізу жолағы 300 МГц.

Локальді желі (Локальная сеть; LAN) - шағын аумақты қамтитын (мекеме, кәсіпорын) және нысандар арасында сәйкесінше қысқа (500 метрден артық емес) байланыс желілерін пайдаланатын мәліметтерді тарату желісі.

Транспорттық желі - желілік тораптардың, желілік коммутациялық станциялардың немесе біріншілік желінің шеткі құрылғыларының базасында және олардың тарату желілерінде құрылады.

Электр өрісінің потенциалы деп электр өрісінде орналасқан нүктелік зарядтың потенциалдық энергиясының осы зарядтың шамасына қатынасын айтады.

Орталық күштік элемент - кабельдің ортасында механикалық төзімділігін жоғарлату үшін орналасады. Ол болат тростары мен шыныпластиктерден жасалынады.

Иілу биіктігі - екі тіректің арасында көлденең ілінген кабельдің ортасы жүктеменің немесе сыртқы климаттық әсерінен төмен түсуін айтамыз.

Серпімділік модулі - қалыпты кернеудің, соның өсерінен болган серпімді (сызықтық) деформацияға қатынасы.

Кіріспе

Оптикалық кабель - қазіргі таңдағы байланыс жүйесіндегі кең қолданыс тапқан байланыс жолының бір түрі. Қазіргі таңда ақпараттандыру тез даму үстінде. Жыл сайын таратылатын ақпараттардың таратылатын ағыны мен көлемі ұлғаю үстінде. Оларды таратуға дәстүрлі коаксиальды, симметриялық кабельдері салыстыру мүмкін емес болды. Бұл жағдайдан шығу оптикалық-талшықты қолдануға алып келді. Дәстүрлілермен салыстырғандағы артықшылығы: салмағы аз және габаритті, ұзын қашықтықтарға төселінеді, өшулер аз, өтпелі әсерлердің кемдігі, жиіліктерді жіберу мүмкіншілігі жоғары. Оптикалық-талшықты байланысты қолдану арқылы ақпараттарды тарату көлемі, кең таралған спутникті байланыс, радиорелейлі байланыспен салыстырғанда тез өстті, яғни оптикалық-талшықты тарату жүйесі жіберу жолағы кең болады.

Көпapнaлы ТОТЖ eліміздің мaгистpaльді, aймaқтық бaйлaныс жeлілepіндe кeң қолдaнылaды, сонымeн қaтap қaлaлық AТС-тep apaлapын қосaтын жeлілepдe қолдaнылaды. Бұл біp тaлшықты - оптикa apқылы әpтүpлі толқын ұзындығындaғы мәлімeттік дaбылдapды біp уaқыттa тapaтумeн түсіндіpілeді, жәнe дe оптикaлық кабель apқылы көп көлeмдe мәлімeттepді тapaтуғa болaды.

Қазіргі уақытта оптикалық-талшықты кабельдер көптеген елдерде өңдірілуде және қолданылыста.

Тарихына үңілсек бірінші әртүрлі қоспалы жарықтасығыш пайда болып, оның өшуі 1000 дБ/км құрады, сосын 20 дБ/км өшуі бар талшықты жарықтасығыштар 1970 жылы пайда болды. Бұл жарықтасығыштың жүрекшесі сыну коэффициентін жоғарылату үшін титан қосылған кварцты қолданылады. Ал сырты таза кварцпен қапталған. Келесі ұрпақ жарықтасығыштардың өшуі 4 дб/км дейін төмендеді (1974) . Ал 1979 жылдары сипаттамасы жақсарған, толқын ұзындығы 1, 55 мкм, ал өшуі 0, 2 дб/км тең жарықтасығыштар пайда болды.

Заманға сай цифрлық біріншілік желі үш технологиялар негізінде құрылуы мүмкін: PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy - Плезиохронды цифрлық иерархия), SDH (Synchronous Digital Hierarchy -Синхронды цифрлық иерархия) және АТМ. Біздің елімізде транспорттық желілер құру үшін негізінде алғашқы екі жүйе PDH және SDH кең қолданыс тапқан.

Талшықтардың негізгі екі түрі бар: көпмодалы және бір модалылар. Көпмодалылар өзі екіге бөлінеді: сатылы сыну коэффициенті бар көпмодалы, сыну коэффициентінің жайлап өзгеруі бар көпмодалы.

Оптикалық кабельді орындауға байланысты оны орнату жағдайы кеңейтілген түрде де болуы мүмкін (мысалы, су асты, объектілік, жер асты, кабельдік канализация және подвескага орналастыру үшін, яғни ілмелі) .

Оптикалық кабельдің параметрлеріне: физикалық, механикалық, геометриялық және т. б. параметрлері жатады.

Қазіргі уақытта талшықты-оптикакалық бельдердің төрттен үші жер асты арқылы төселетіндігіне қарамастан кабельдерді тіректерде немесе бағаналарда монтаждау жарқын болашаққа ие.

Ілмелі талшықты - оптикалық кабельдерді қойылған дайын тіректер бойымен жүргізеді. Ілмелі талшықты - оптикалық кабель электромагниттік әсерлері жоғары жағдайында жұмыс істей береді. Және автокөлік трасса жолдарын мұқият алдын - ала дайындықты талап етпейді. Жер астына кабельді салу технологиясына қарағанда жеңіл болып келеді. Ілмелі талшықты - оптикалық кабель түрі басқа оптикалық кабельдің түрлеріне қарағанда, орнату уақыты мен құнын және пайдалану шығынын көлемі аз болып келеді.

Ілмелі оптикалық кабель деректерді модуляцияланған жарық импульстер арқылы оптикалық - талшық көмегімен тасымалданады. Бұл технология 120 километр арақашықтыққа дейін сигналды жоғалтпай, күшейткіштерсіз тарата алады. Басқа кабельдері қолданған кезде осындай нәтижелерді алу қиын.

Ілмелі кабельдерді пайдалану, яғни бағаналарға фазалық сымдармен бірге асылатын кабельдерді пайдалану бірқатар артықшылықтарға ие: ол найзағай әсерінен зақымдалмайды немесе қысқа тұйықталулар орын алмайды. Екінші жағынан кабельдің бұл түрі анағұрлым сенімді және кернеуі 150 кВ жоғары болып келетін электр желілерінде пайдаланыла алады. Кабельді фазалық және найзағай әсерінен қорғайтын қаптама ішіне салу - бүгінгі күні ең үнемді және кабельді дайын тұрған бағаналар арқылы жүргізудің ең жылдам және тиімді тәсілі болып табылады. Оптика-талшықты кабель сымдарға механикаландырылған құрылғылар көмегімен салынады.

Климаттық факторлар - ол кабельдің механикалық параметрлеріне зор ықпалын тигізеді. Кабельді орналастыру үшін, алдымен оның орналасқан ауданының климатық картасына көңіл бөлу керек. Ілмелі талшықты - оптикалық кабельге әсер ететін климаттық фактордың түрлері: найзағай разряды, жел жылдамдамдығы, көктайғақ кезінде мұз басуы және тағы басқа.

1. Оптикалық кабельдің телекоммуникацияда қолданылуы

1. 1Оптикалық кабелге қысқаша шолу

Талшықтық - оптикалық (жарық өткізгіш) кабель (Волоконно-оптический кабель (световодный) ; fiber optic cable) - мәліметтерді жарық көмегімен беруге арналған кабель, оның жеткізу жылдамдығы мен сапасы жоғары. Қарапайым жағдайда жарық өткізгіш талшықты диэлектрик түрінде болады, ішкі жағы кварц әйнекпен қапталынған, сыртқы қабықшасында жарықтың сыну көрсеткіші кабельдің өзекшесімен салыстырғанда төмен болады. Өзекшесі германий оксиді мен кремний оксидінен жасалады. Шағылушы қабат негізінен сигналды жарық тасығыштан шығармайды, оның қалыңдығы 125 мкм. Сыртқы қабат механикалық әсерлерден қорғауға керек. Оптикалық кабель 1. 1 суретте көрсетілген.

1-өзекше; 2-шағылушы қабат (отражающая оболочка) ; 3-сыртқы қорғаныс қабаты

1. 1 сурет. Оптикалық кабель

Жергілікті желілерде - өте жоғары жылдамдықпен (100 Мбит/сек) мәлімет жеткізе алатын кабель түрі. Мәліметтерді жеткізуге арналған шыны талшықтан тұратын физикалық орта, лазермен немесе жарық диодымен (LED) өндірілетін әрі модульденген жарық ағынымен жеткізілетін ақпарат. Артықшылығы: өткізгіштік қабілеті жоғары, электрмагниттік сәуле шығармайтындықтан, ондағы ақпарат ұрланбайды, кедергі болмайды, жеткізу ара кашықтығы көп (қайталауышсыз 2 км-ден асады) .

Кең өткізу жолағы - тасымалдаушының 1014 Гц аса жоғары жиілігімен байланысты. Бұл бір оптикалық талшықпен секундына бірнеше терабит ақпаратты жіберуге мүмкіндік береді. Үлкен өткізу жолағы - бұл оптикалық талшықтың мыс немесе басқа ақпарат тарату түрлерінен ең негізгі артықшылығы болып табылады.

Қазіргі кезде шығарылатын оптикалық талшықтар бір километрге есептегенде 1, 55 мкм толқынында 0, 2-0, 3 дБ өшу көрсеткішке ие. Аз өшу мен шағын дисперсия ретронсляторларсыз 100 км дейін созылған желілер аумағын қарастыруға мүмкіндік береді.

Оптикалық - талшықты кабельде шулардың төмен деңгейі, кодтың төмен артықтылығына ие сигналдардың модуляцияларын жіберу арқылы, өткізу жолағын ұлғайтуға мүмкіндік береді.

Талшықты диэлектрикалық материалдан жасалуына байланысты, ол қоршаған мыс кабельдер жүйесі мен электір құрылғыларының электромагниттік сәулелермен қиылысу ықпалынан да қорғалған.

Талшықты - оптикалық кабельдер, мыс кабельдермен салыстырса, бір өткізу жолағына шаққанда кіші салмақ пен көлемге ие. Мысалы, диаметрі 7, 5 см 900-жұпты телефон кабель диаметрі 0, 1 см бір оптикалық талшықпен ауыстырылуы мүмкін. Егер талшықты көптеген қорғаныс қаптамасына қаптап, болат лента сауытымен жапса, бұнда талшықты-оптикалық кабель диаметрі 1, 5 см болады, бұл телефон кабелінен бірнеше кіші болады.

Мыспен салыстырғанда, талшық кең таралған және арзан кремний оксиді материалынан құрылатын кварцтан жасалады. Қазіргі кезде мыс жұбы мен талшық бағасы арасалмағы 2:5. Талшықты-оптикалық кабель сигналдары анағұрлым үлкен арақашықтықтарға ретранслятрсыз жіберуге мүмкіндік береді. Талшықты - оптикалық кабельді қолданғанда ұзын желілерде қайталағыштар саны қысқартылады.

Уакыт өте келе талшық тозады. Бұл өткізілген кабельде өшудің артуына әкеледі. Алайда, технологиялар дамуының нәтижесінде, оптикалық талшықтарды өңдіру процессі біршама баяулатылған және талшықты-оптикалық кабелінің қызмет ету мерзімі 25 жылға дейін жетеді. Бұл уақыт аралығында қабылдап-жіберуші жүйелерінің бірнеше стандарттары/түрлері ауысуы мүмкін.

Жоғарғы сенімділікті оптикалық-талшықты кабелді жүйелердің шығарылуы ХХ ғасырдың 70 жылдардағы аз шығынды оптикалық талшықтың өңдеуіне байланысты болды. Осындай талшықтар-арнайы жабдықты және оптикалық кабелдерді күре жолдардың тарату жүйелердің элементтерін (генератор, фотоқабылдағыш, және т. б) шығаруға себеп берді.

Осындай жүйелердің практикалық қолдану орны-телефонды желі, кабелді теледидар, есептеу техникасы технологиялық үрдістерді бақылау және басқару т. с. с.

Ғаламтор желісін тартуда кеңінен қолданылатын оптикалық талшықты кабель бұған дейін Қазақстанға шетелден жеткізіліп келген еді. Қазір өнімнің бұл түрі Саран қаласындағы телекоммуникация және электротехника бұйымдарын шығаратын отандық кәсіпорында өндіріледі. Бұл әзірге оптикалық талшықты кабель шығаратын Қазақстандағы жалғыз кәсіпорын. Сондықтан оның өніміне деген сұраныс та аса жоғары.

Қазіргі заманда оптикалық кабелдер және оптикалық жүйелер зертханалы тәжірибелер кезеңнен шығып практикалық енгізілу кезеңіне келді. Бірінші кезекте оптикалық кабелдер АТС-ді жалғайтын байланыс жолдарын құру үшін және қала шеттеріне баратын байланыс жолдарын құру үшін қолданылады. Олар металл сиымдылықты мыс сымдары бар кабелдердің орнын басып жатыр.

Қазақстан Республикасының магистральді және ішкі аймақ желілерінде оптикалық кабельді кеңінен қолданылады. Оптикалық кабель кең жолақты ақпаратты жергілікті жүйеде телебейнелеу, деректемелерді тарату желілері, бейнетелефон сигналдарын тарату үшін қолданылады.

Оптикалық кабель кең жолақты ақпаратты жергілікті жүйеде телебейнелеу, деректемелерді тарату желілері, бейнетелефон сигналдарын тарату үшін қолданылады.

Қалалық байланыс жерлерінде оптикалық кабель көп қолдануда. Себебі оптикалы-талшықты кабель арқылы байланыс ғылыми-техникалық прогресстің негізгі бағытының бірі болып табылады. Оптикалық кабельдер мен жүйелер тек қалалық және қалааралық байланысты ұйымдастырып қана қоймай, сонымен қатар кабельді телевидения, видеотелефония, радиотарату, есептеуіш техникада, телекоммуникация желілерінде, корпоративті желілердің технологиялық байланысында қолданылады.

Оптикалық - талшықты байланысты қолдану арқылы ақпараттарды тарату көлемі, кең таралған спутникті байланыс, радиорелейлі байланыспен салыстырғанда тез өстті, яғни оптикалық-талшықты тарату жүйесі жіберу жолағы кең болады.

Оптикалық кабельдер қолданылуы бойынша 3топқа бөлінеді: магистральді, аумақтық және қалалық.

Магистральді ОК ақпаратты үлкен аралыққа жəне белгілі бір арна санында тасымалдауға арналған. Олар кіші сөнуі мен дисперсияға жəне үлкен ақпараттық - өткізу қабілетіне ие болу қажет. Өзекшесі мен қабы 8/125 мкм өлшеуді бірмодты талшық қолданылады. Толқын ұзындығы 1, 3…1, 55 мкм.

Зоналық ОК 250 км қашықтыққа дейінгі байланыста көп арналы байланысты ұйымдастыру үшін қызмет етеді. 50/125 мкм өлшемді градиентті жəне бір модты талшық қолданылады. Толық ұзындығы 1, 3 мкм.

Қалалық байланыстың кабельдері байланыс тораптары мен қалалық АТС арасында байланыстыратын желі негізінде қолданылады. Олар қысқа қашықтыққа (5 . . . 10 км) және каналдарың үлкен санына негізделген. Градиентті талшықтар (50/125мкм) . Толқын ұзындығы 0, 85 пен 1, 3 мкм. Бұл желілер аралық желілік регенераторларсыз жұмыс жасайды.

Қазақстанның магистралінде қолданылатын оптикалық жеңіл және жіңішке, оларды қосымша күшсіз үлкен қашықтықтарда төсеуге болады.

Бүгін сондай-ақ, «Қазақтелеком» мен «Түркментелеком» телекоммуникация тораптары арасындағы талшықты - оптикалық желісінің түйісу жұмыстары өз мәресіне жетті. Жобаны жүзеге асыру үшін "Қазақтелеком" тарапынан 180 шақырымға жуық талшықты-оптикалық кабель төселді. Енді ол арқылы бізге Түркменстан, Ауғанстан және Иранның тораптарына қосылуға мүмкіндік пайда болды деген сөз. Сол сияқты Түркіменстан үшін Қазақстанның транзиттік мүмкіндігін пайдалана отырып, Ресей, Еуропа және Оңтүстік-Шығыс Азия бағыттарына қосылуға тамаша мүмкіндік туып отыр.

Көпapнaлы ТОТЖ eліміздің мaгистpaльді, aймaқтық бaйлaныс жeлілepіндe кeң қолдaнылaды, сонымeн қaтap қaлaлық AТС-тep apaлapын қосaтын жeлілepдe қолдaнылaды. Бұл біp тaлшықты - оптикa apқылы әpтүpлі толқын ұзындығындaғы мәлімeттік дaбылдapды біp уaқыттa тapaтумeн түсіндіpілeді, жәнe дe оптикaлық кабель apқылы көп көлeмдe мәлімeттepді тapaтуғa болaды.

ТОБЖ жобaлaнaтын сызығы Қaзaқстaн Peспубликaсының Ұлттық Aқпapaттық Супepмaгистpaлінің (ҰAС) Шығыс тapмaғының біp бөлігі болып тaбылaды. Бұл тapмaқ Peспубликaның оңтүстіктeн шығысқa ҰAС сaқинaсын пaйдaлaнуғa (эксплуaтaция) eнгізу үшін apнaлғaн.

1998 жылы хaлықapaлық Тpaнс - Aзиaтты - Eуpопaлық тaлшықты -оптикaлық бaйлaныс жолының (ТAE ТОБЖ) сaлынуы мeн пaйдaлaнымғa бepілуі ҰAСМ(НИСМ) тұpғызылуы жібepілу көзі болып сaнaлды, оның біp бөлігі Қaзaқстaндық aймaқ болып тaбылaды, яғни Қытaй шeкapaсынaн Өзбeкстaн шeкapaсынa дeйін. Сол жылы aлғaш Қaзaқстaн мeн Peсeйді цифpлы жaлғaйтын боп сaнaлғaн «Пeтpопaвл - Коpмиловкa» ТОБЖ сaлынуы aяқтaлды.

1. 2 Оптикалық кабельдің тарихы және технологиялары

Бұрынғы заманда сандық хабарламаны ұзақ қашықтыққа жіберу үшін сигналды от шамдарын қолданған болатын.

1. 1 кесте - Хронологиялық кесте

1. 1 кестенің жалғасы

---

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.

• Іс жүргізу
• Автоматтандыру, Техника
• Алғашқы әскери дайындық
• Астрономия
• Ауыл шаруашылығы
• Банк ісі
• Бизнесті бағалау
• Биология
• Бухгалтерлік іс
• Валеология
• Ветеринария
• География
• Геология, Геофизика, Геодезия
• Дін
• Ет, сүт, шарап өнімдері
• Жалпы тарих
• Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
• Журналистика
• Информатика
• Кеден ісі
• Маркетинг
• Математика, Геометрия
• Медицина
• Мемлекеттік басқару
• Менеджмент
• Мұнай, Газ
• Мұрағат ісі
• Мәдениеттану
• ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
• Педагогика
• Полиграфия
• Психология
• Салық
• Саясаттану
• Сақтандыру
• Сертификаттау, стандарттау
• Социология, Демография
• Спорт
• Статистика
• Тілтану, Филология
• Тарихи тұлғалар
• Тау-кен ісі
• Транспорт
• Туризм
• Физика
• Философия
• Халықаралық қатынастар
• Химия
• Экология, Қоршаған ортаны қорғау
• Экономика
• Экономикалық география
• Электротехника
• Қазақстан тарихы
• Қаржы
• Құрылыс
• Құқық, Криминалистика
• Әдебиет
• Өнер, музыка
• Өнеркәсіп, Өндіріс