ТИПЫ КАБЕЛЕЙ СВЯЗИ Кабели местных телефонных сетей и сети проводного вещания. ГОРОДСКИЕ ТЕЛЕФОННЫЕ КАБЕЛИ Для устройства сетей ГТС используются кабели двух назначений: абонентские дающие связь от станций АТС к абонентам и соединительные связывающие АТС между собой и с междугородной станцией МТС. Для абонентских линий применяются многопарные телефонные кабели до 2400x2; для соединительных линий кабели междугородного типа: симметричные МКС7Х4 или коаксиальные MКT4 с многоканальными системами передачи. Общий вид городских...

Поделитесь работой в социальных сетях

Если эта работа Вам не подошла внизу страницы есть список похожих работ. Так же Вы можете воспользоваться кнопкой поиск

ЛЕКЦИЯ 5, 6. ТИПЫ КАБЕЛЕЙ СВЯЗИ

Кабели местных телефонных сетей и сети проводного вещания.

ГОРОДСКИЕ ТЕЛЕФОННЫЕ КАБЕЛИ

Для устройства сетей ГТС используются кабели двух назначений: абонентские, дающие связь от станций (АТС) к абонентам, и соединительные, связывающие АТС между собой и с междугородной станцией МТС. Для абонентских линий применяются многопарные телефонные кабели до 2400x2; для соединительных линий — кабели междугородного типа: симметричные МКС-7Х4 или коаксиальные M К T -4 с многоканальными системами передачи.

Рис. 5.1. Общий вид городских телефонных кабелей повивной (а) и пучковой (б) скруток

Абонентские телефонные кабели, изготовляемые отечественной промышленностью, подразделяются на два типа:

с бумажной (трубчатой или пористой) изоляцией и в металлической защитной оболочке (свинцовой, алюминиевой или стальной);

с пластмассовой изоляцией из сплошного полиэтилена и в пластмассовой защитной оболочке.

Общие виды городских телефонных кабелей, повивной и пучковой скруток показаны на рис. 5.1.

Кабели с бумажной изоляцией имеют токопроводящие жилы диаметрами 0,4; 0,5 и 0,7 мм. Изоляция — из пористой бумажной массы или из бумажной ленты, наложенной по спирали с перекрытием в 20—30%.

Кабель имеет парную скрутку групп с шагом 70—100 мм и повивную скрутку сердечника. Защитная оболочка выполнена из свинца или алюминия. Номинальная радиальная толщина свинцовой оболочки лежит в пределах 1,15—3,0 мм.

Кабели выпускаются как без брони (ТГ), так и с различными броневыми покровами: стальными лентами (TJ 3), круглыми проволоками (ТК) и другими вариантами брони. Кабели типа ТГ выпускают с числом пар от 5 до 1500, а бронированные кабели — до 600 пар.

Кабели с пластмассовой изоляцией из полиэтилена изготовляются в полиэтиленовой (ТПП) и поливинилхлоридной (ТПВ) оболочках. Соответствующие варианты с ленточной броней маркируются ТПП и ТПВБ. Выпускаются также кабели в стальной оболочке (ТПС).

Жилы кабелей — медные, диаметрами 0,32; 0,4; 0,5 и 0,7 мм. В перспективе имеется в виду сократить сортимент жил до трех типов 0,32, 0,5 и 0,64 мм. Изоляция — из полиэтилена толщиной 0,2 - 0,4 мм. Скрутка —парная и четверочная (звездная). Кабели парной скрутки выпускаются емкостью до 1200X2, а звездной скрутки — до 600X4. Кабели с малыми диаметрами жил (0,32 и 0,4 мм) изготовляются емкостью до 2400X2. Строительная длина кабеля малой емко (до 150X2) составляет 300—500 м большой емкости (до 2400x2) — 15 250 м.

Кабели малой емкости до 100 пар изготовляются с гидрофобным заполнением, предохраняющим жилы проникновения влаги. Такие кабели не требуют постановки под газовое давление. Они маркируются ТПЗ.

Допускаются повивная и пучковая общие скрутки кабеля в сердечник. При пучковой скрутке кабель комплектуется из одинаковых унифицированных пучков емкостью 50x2 и 100х2 (или 25X4 и 50X4). Эти пучки в свою очередь состоят из элементарных пучков емкостью 10X2 (5x4). Наибольшее применение получил унифицированный пучок 100x2 (по емкости бокса) и элементарный пучок 10х2 (по емкости, распределительной коробки).

Система скрутки 100x2 кабеля (3+7)Х10Х2 или (3 + 7)Х5Х4. Сердечники свыше 100x2 скручиваются из 50 или 100 парных (соответственно 25 и 50 четверочных) унифицированных пучков. Так, комплектуется из трех стопарных — ЗХ(100Х2) или шести пятидесятипарных пучков —(1+5)Х(50Х2) кабель емкостью 300х2 (рис. 3.20).

Поверх скрученного сердечника называется поясная изоляция из кассовых лент. Затем идет алюминиевый экран из лент толщиной,2 мм, наложенных с перекрытием продольно или спирально. На кабелях диаметром свыше 15 мм продольная лента имеет гофрированную конструкцию. По экрану располагают оболочку из полиэтилена толщиной 2-4 мм.

Электрические характеристики кабелей с полиэтиленовой изоляцией приведены в табл. 3.25. [ устройства соединительных линий АТС—АТС и АТС—МТС используются:

симметричный кабель МКСГ-7Х4 и МКСАШп-7Х4 с системой передачи КАМА. Такая система позволяет получить 14x30=420 соединительных линий;

симметричный кабель любого типа с системой передачи ИКМ-30 по каждой цепи кабеля;

малогабаритный коаксиальный кабель МКТ-4 с системой передачи К-300.

Станционные кабели и провода.

Для соединения различного телефонного оборудования внутри помещений телефонных станций используются специальные телефонные кабели марки ТСВ с изоляцией жил и оболочкой из поливинилхлорида, с медными жилами диаметром 0.4 и 0.5 мм. Кабели выпускаются с числом пар 5 - 105 или число троек 5 -20.

Для станционных кроссировок на промщитах и в кроссе используется станционный кроссовый провод ПКСВ, содержащий две, три или четыре медные жилы диаметром 0.5 мм с поливинилхлоридной изоляцией.

Для соединения оборудования высокочастотных трактов систем передачи (от вводных линейных боксов до аппаратуры) используется симметричный высокочастотный станционный провод марки ПВЧС. Провод ПВЧС имеет семипроволочную жилу общим диаметром 0.45 мм. Жилы изолируются полиэтиленом. Сердечник имеет экран в виде оплетки из медных проволок и оболочку из поливинилхлорида.

КАБЕЛИ СЕЛЬСКОЙ СВЯЗИ ПРОВОДНОГО ВЕЩАНИЯ

Кабели сельской телефонной связи подразделяются на межстанционные — соединительные и абонентские.

Рис.5.2. Схемы образования пучков в кабелях ГТС: а) 5X4 или 10X2; и) 50X2; Х2; Г) 300X2; д) 600X2; е) 1200X2

Для межстанционной связи применяются высокочастотные одно- и двухчетверочные кабели типа КСПП-1Х4 и КСПП-2Х4. По ним работают высокочастотные системы передачи аналоговые КНК-6 и КНК-12 и аппаратура КАМА (30 каналов) и цифровые ИКМ-15. Эти системы позволяют получить по одной четверке от 12 до 30 каналов связи. Дальность передачи по межстанционным соединительным линиям достигает 100 км (в среднем 40 км) .

Для абонентских линий используются обычные кабели ГТС типа ТПП емкостью до 50x2, а в основном 10— 20 пар. Длина абонентских линий не превышает 15 км (в среднем 2—3 км). Применяются также однопарные кабели типа ПРППМ-1Х2.

Кабели сельской связи имеют, как правило, медные жилы, полиэтиленовую изоляцию и полиэтиленовую оболочку. В качестве токопроводящих жил иногда используется алюминиевый- сплав, биметалл (алюминий, медь) и сталь.

Для- передачи программ радиовещания на селе, как правило применяются однопарные кабели усиленной конструкции типа МРМ-1Х2 и обычные кабели ПРППМ 1 X 2.

Кабели пригодны для монтажа при температуре до — 10°С и/ эксплуатации при температурах от —40°С до +50°С

Одночетверочный высокочастотный кабель типа КСПП-1Х4 (рис. 5.3) изготовляется в нескольких модификациях:

КСПП-1Х4 -- с полиэтиленовыми изоляцией и оболочкой;

КСППБ-1Х4--С бронированной стальной лентой в полиэтиленовом защитном шланге для подземной прокладки;

КСППК-1Х4 бронированный круглыми стальными проволоками для прокладки через реки;

КСППт и КСППБт — не бронированный и бронированный кабели со встроенным несущим тросом для подвески по опорам.

Рис. 5.3. Одночетверочный кабель сельской связи КСПП-1X4: а) подземный; 6} подвесной с тросом

Для влагостойкости кабели могут иметь внутри гидрофобное заполнение Тогда в марке фигурирует буква 3 — КСПЗП и т. д.

Одночетверочные кабели имеют медные жилы диаметром 0,9 или 1,2 мм, полиэтиленовую изоляцию толщиной 0,7-0,8 мм. Поверх скрутки накладывается полиэтиленовая оболочка толщиной 0,9-1,0 мм и алюминиевый экран толщиной 0,1 мм. Наружная полиэтиленовая оболочка имеет толщину 1,2—5 мм.

Двухчетверочный высокочастотный кабель состоит из двух бронированных одночетверочных кабелей КСППБ, имеет общий наружный полиэтиленовый шланг и в сечении представляет собой восьмерочную конструкцию (рис. 5.4).

Рис.5.4. Двухчетверочный кабель сельской связи КСППБ-2Х4:

1 — медная жила; 2 — изоляция; 3 — гидрофобный заполнитель; 4 — поясная изоляция; 5 — алюминиевый экран; 6 — стальная ленточная броня; 7 — полиэтиленовая оболочка

Учитывая, что сердечники одночетверочного и двухчетверочного кабелей одинаковы, основные параметры передачи (сопротивление, емкость, затухание, волновое сопротивление) полностью идентичны.

Достоинством кабеля КСППБ-2Х4 является высокое переходное затухание между цепями различных четверок (Ао=100—110 дБ/сд). Это позволяет применять цифровые и аналоговые системы передачи и осуществлять двустороннюю связь по кабелю.

Однопарные оказаны на рис. 3.23. Кабели имеют, как правило, медные жилы диаметром 0,8; 0,9; 1,2 мм. Изоляция из полиэтилена. Поверх наложена оболочка из шлангового светостабилизированного полиэтилена (ПРППМ- 1X2). Известны также конструкции кабелей с поливинилхлоридной изоляцией — ПРВПМ- 1X2. Находят также применение однопарные кабели с алюминиевыми (ПРППА-1Х2) и стальными (ПТПЖ-1Х2) жилами.

Кабели с полиэтиленовой изоляцией пригодны для работы при температурах от —40 до +50°С

Для полинилхлоридной изоляции диапазон отрицательных температур сокращается до —20°С. Строительная длина од парных кабелей — 500 м.

Наибольшее применение для сельской связи имеет кабель с медными жилами, полиэтиленовой изоляцией оболочкой марки ПРППМ-1Х2.

ПРППМ-1х2 ПТПЖ-1*2

Рис. 5.5. Однопарные кабели сельской связи и радиофикации:

1 — медная жила; 2—пористый полиэтилен; 3—полиэтилен; 4 — полиэтиленовая оболочка; 5 — поливинилхлорид; 6 — стальная жила

Последнее время для организации сельской связи применяются кабели с биметаллическими жилами и влагостойким гидрофобным заполнении Токопроводящие жилы -- алюмомедные диаметром 0,5 и 0,9 мм. Кабели маркируются ТСПЗП. Емкость 5 и 10X2.

Для сельского радиовещания применяются магистральные фидерные кабели МРМ-1Х2 и абонентские бели ПРППМ-1Х2.

Кабель МРМ имеет однопарную конструкцию с медными проводки ми диаметром 1,2 мм. Изоляция пористого полиэтилена значительно большей толщины, чем у кабелей ПРППМ. Благодаря этому он может применяться для радиотрансляционных сетей с напряжением до 960 в то время как по кабелям TI ПРППМ передаваемое напряжение должно превышать 360 В. Конструкция кабеля МРМ-1Х2 показана рис. 3.23. Известны также экраниванные кабели МРМПЭ-1Х2.

Кабели магистральной и зоновой сетей.

ЗОНОВЫЕ (ВНУТРИОБЛАСТНЫЕ) КАБЕЛИ

Для зоновой связи, т. е. связи областного центра с районными, используются следующие типы кабелей:

одночетверочные различных модификаций с полиэтиленовой и кордельно-полистирольной изоляцией с системой передачи К-60 по двухкабельной системе;

однокоаксиальные типа ВКПАП-1 (с парой 2,1/9,7) с системой передачи К-120 по однокабельной системе.

Одночетверочный кабель предназначен для зоновой связи, а также для междугородной связи с—предельной дальностью 1000 км при применении аппаратуры К-60 в диапазоне 12— кГц или аппаратуры К-24 в диапазоне 12—108 кГц. Прокладываются обычно два кабеля, позволяющие получить 120 (при К-60) или 48 (при К-24) телефонных каналов. Длины усилительных участков при этом соответственно равны 11 и 20 км.

известно несколько модификаций одночетверочных кабелей:

ЗКП-1Х4 — с полиэтиленовой изоляцией в полиэтиленовой оболочке;

ЗКАШп-1х4— с полиэтиленовой изоляцией в алюминиевой оболочке и шланге;

МКСАШп-1х4 — с кордельно-полистирольной изоляцией в алюминиевой оболочке и шланге;

МКССШп-1х4 — с кордельно-полистирольной изоляцией в стальной оболочке и шланге.

Рис. 5.6. Одночетверочный кабель зоновой связи ЗКП-1Х4:

1 — токопроводящая жила; 2—полиэтиленовая изоляция; 3 — полиэтиленовое заполнение; 4 — алюминиевый экран; 5 — полиэтиленовая оболочка

Наиболее распространенными кабелями являются ЗКП-1Х4 и ЗКПАШП-1Х4.

На рис. 5.6 показана конструкция одночетверочного кабеля с полиэтиленовой изоляцией и оболочкой ЗКП-1Х4.

Кабель ЗКП-1Х4 имеет медные жилы диаметром 1,2 мм, изолированные сплошным полиэтиленом толщиной 1,1 ±0,1 мм. Четыре изолированные жилы скручиваются с шагом 130—150 мм вокруг центрального корделя. На скрученную четверку накладывают полиэтиленовое заполнение, а поверх — экран из алюминиевых или медных лент. Внешняя оболочка выполнена из полиэтилена или алюминия. Строительная длина 1000 м. Выпускается также бронированный вариант кабеля ЗКПБ-1Х4. Он имеет поверх пластмассовой оболочки броню из двух стальных лент толщиной 0,2—0,3 мм. Кабель ЗКПАШп-1х4 (в алюминиевой оболочке) имеет примерно аналогичные электрические характеристики.

Кабель МКСАШп-1х4 имеет медные жилы диаметром 1,2 мм. Изоляция — кордельно-полистирольная. Первая пара четверки состоит из жил красного и желтого цветов, вторая пара — из жил синего и зеленого цветов. В центре четверки находится полистирольный кордель толщиной 1,1 мм. Кабель имеет алюминиевую оболочку толщиной 1,0 мм, поверх которой наложена полиэтиленовая антикоррозийная оболочка толщиной 1,5 мм.

Однокоаксиальный кабель ВКПА-1 (2,1/9,7) предназначен для организации зоновой связи на 120 телефонных каналов с расстоянием до 600 км. Кабель используется в диапазон 0,06—1,3 МГц аппаратурой К-120 по двухполосной схеме: 60—552 кГц прямом и 728—1320 кГц в обратном направлениях. Расстояние между усилителями 10 км. Возможно выделение 12-канальных групп в любом НУП с общим числом 60 каналов. По этом кабелю работает также система пере дачи К-420 по двухполосной схем в диапазоне 312—4584 кГц с расстоянием между усилителями в 5 км.

Конструктивно кабель выполняется в двух вариантах (рис. 5.7) подземный ВКПАШп-1 и подвесной самонесущий с встроенным тросом ВКПАШпт-1. Длина пролета подвесного кабеля 50—65 м.

Внутренний проводник кабеля ВКПА-1 выполнен из медной проводи диаметром 2,1 мм, изоляция из пористого полиэтилена с внешним диаметром 9,7 мм, внешний проводник — алюминиевая прессованная трубка толщиной 0,8 мм. Эта же трубка играет роль экрана. Защитная оболочка выполнена из светостойкого полиэтилена толщиной 2,2 мм.

Рис. 5.7. Однокоаксиальный кабель ВКПАП-1:

а) подвесной; б) подземный;

1 - внутренний проводник; 2 — изоляция; 3 — внешний проводник; 4—-оболочка; 5 — стальной трос

В конструкцию подвесного кабеля ВКПАШпт-1 в общую полиэтиленовую оболочку вмонтирован стальной трос из 49 оцинкованных стальных проволок диаметром 0,34 мм. В поперечном сечении подвесной кабель имеет форму восьмерки. Разрывное усилие троса 6800 Н. Механическая прочность на разрыв подземного катя 2900 Н.

Имеется также бронированный вариант конструкции кабеля с кругло-молочной броней (ВКПАКпШп-1). Электрические характеристики кабеля ВКПА-1: сопротивление внутреннего провода 5,2 Ом/км; внешнего — Ом/км; емкость 56 нФ/км; электрическая прочность 3000 В; волновое сопротивление 75 Ом, коэффициент неоднородности 8-10 -3 .

МЕЖДУГОРОДНЫЕ СИММЕТРИЧНЫЕ КАБЕЛИ

Междугородные симметричные кабели по виду изоляции подразделяются на кордельно-бумажные МК, кордельно-полистирольные (стирофлексные) МКС и полиэтиленовые МКП. Наружные оболочки изготавливаются из свинца, алюминия или стали.

Для междугородной связи применяются в основном 4X4 и 7x4 конструкции кабелей, а для зоновой (внутриобластной связи) — 1X4 конструкции. Кабели предназначены для "систем передачи К-60 в спектре до 252 кГц при напряжении дистанционного питания 1000 В постоянного тока (690 В переменного тока). Расстояние между НУП 20 км, между ОУП 200—250 км. Максимальная дальность связи 12500 км. Кроме того, эти кабели используются для цифровой системы передачи ИКМ-120 и аналоговой системы К-1020С.

Наибольшее применение имеют кабели с кордельно - полистирольной (стирофлексной) изоляцией МКС. В зависимости от типа оболочки они классифицируются: МКС — в свинцовой оболочке; МКСА — в алюминиевой оболочке; МКСС — в стальной оболочке. Во всех случаях сердечник кабеля идентичен. Кабели типа МКС изготавливаются 7X4; 4X4 и 1X4, строительная длина 825 м.

Конструкция наиболее распространенного симметричного кабеля с кордельно-полистирольной изоляцией МКС —4X4 приведена на рис. 5.8. Диаметр медных жил 1,2 мм. Токопроводящие жилы высокочастотных четверок изолируются разноцветным" полистирольным корделем диаметром 0,8 мм и полистирольной лентой толщиной 0,05 мм с перекрытием 25— 30%. Первая пара каждой четверки состоит из жил красного и желтого цветов, вторая пара — из жил синего и зеленого цветов. Центр четверки заполняется стирофлексным корделем диаметром 1,1 мм. Шаги скрутки всех четверок различны, взаимно согласованы и лежат в пределах 125— 275 мм.

Кабели со свинцовой оболочкой и соответствующей броней имеют марки МКСГ, МКСБ и МКСК. Толщина свинцовой оболочки у кабеля МКСБ 1,25 мм, а у остальных—1,4 мм.

Рис. 5.8. Симметричный кабель МКСА-4Х4:

1 — полиэтиленовый шланг; 2 — поливинилхлоридная лента; 3 — битумный состав; 4 — бронепроволока; пряжа; 6 — две бронеленты; 7 —подушка; 8 — подклеивающий слой; 9—алюминиевая оболочка; поясная изоляция; П — четверка; 12 — лента; 13 кордель; 14 — жила; 15 — заполнитель

свинцовой оболочки у кабеля МКСБ 1,25 мм, а у остальных—1,4 мм.

Кабели с алюминиевой оболочкой имеют поверх алюминия антикоррозийный защитный покров в виде битума и полиэтиленового шланга. Та кабели имеют в названии дополнительные буквы «АШ» и маркируются МКСАШп, МКСАБпШп, МКСАКпШп ид.р. Толщина алюминиевой оболочки при высокочастотной сварке 1,0: при прессовании— 1,3 мм.

Кабели в стальной оболочке маркируются МКССШп. Стальная оболока имеет толщину 0,4 мм и для большей гибкости гофрируется по всей длине. Поверх стали наносятся антикоррозийный покров в виде битума и по этиленовый шланг (рис. 5.9).

Рис. 5.9. Симметричный кабель в стальной гофрированной оболочке:

1 — сердечник; 2 —- стальная гофрированная оболочка; 3 — полиэтиленовый шланг

Симметричные кабели в свинцовой (МКС) и стальной (МКСС) оболочках имеют характеристики, примерно аналогичные кабелю МКСА. Однако затухание кабелей МКС и МКСС за счет повышенных потерь в свинце и стали больше на 2—3%.

Наряду с симметричными кабелями с кордельно-полистирольной изоляцией (МКС) применяются также кабели с кордельно-бумажной (МК) и полиэтиленовой (МКП) изоляцией. Однако для высокочастотной связи кабели МК мало эффективны из-за больших диэлектрических потерь в бумажной изоляции. Высокочастотные симметричные кабели с полиэтиленовой изоляцией МКП имеют определенное применение в различных конструктивных модификациях (баллоны, кордель, сплошная, пористая и др.).

МЕЖДУГОРОДНЫЕ КОАКСИАЛЬНЫЕ КАБЕЛИ

В настоящее время изготовляются коаксиальные кабели связи следующих типов: (табл. 3.11).

Наибольшее применение имеют кабели среднего (2,6/9,5) и малогабаритного (1,2/4,6) типов. В ряде случаев используются комбинированные конструкции кабелей, состоящие из 4, 6, 8 коаксиальных пар среднего типа и 4, 6 малогабаритных пар. Средние коаксиальные пары предназначены для организации многоканальной связи и телевидения на большие расстояния между оконечными пунктами и крупными узлами связи, а по малогабаритным парам организуются распределительные каналы между промежуточными пунктами и городскими, расположенными по трассе магистрали. Применяются коаксиальные кабели среднего типа КМ-4, малогабаритные МКТ-4 и комбинированные КМ-8/6 (в числителе указано число коаксиальных пар среднего типа, в знаменателе — число малогабаритных пар). Оболочки изготовляются из свинца и алюминия.

Известны также конструкции микрокоаксиальных кабелей, которые содержат 4, 7, 19 и более тонких коаксиальных пар (0,7/2,9) и используются для организации 300 частотных каналов до 1,3 МГц или 30—120 цифровых каналов в диапазонах 2—8,5 Мбит/с. Микрокабели предназначены для городской и пригородной связи.

Подводные коаксиальные кабели предназначены для устройства связи через моря и океаны. Кабели, как правило, имеют однокоаксиальную конструкцию большого размера -5/18; 8,4/25,4 и другие — и рассчитаны на передачу по 48, 60, 120, 300 и 2700 и больше каналов связи.

Рассмотрим более подробно коаксиальные кабели среднего типа (2,6/9.5 мм), малогабаритные кабели (1,2/4.6 мм), а также комбинированные коаксиальные кабели (2,6/9,5 и l ,2/ 46 мм).

Таблица 5.1

Марка кабеля	Материал оболочки	Число коаксиальных пар			Тип защитных покровов
				2,6/9,5		1,2/4,6	2,1/9,7
КМ-4	Свинец				Г, Б, БГ, Б. БШп,
КМА-4	Алюминий				Шп, Б БпШп
КМЭ-4	Алюминий и свинец				Г, Б, БГ, Б, К
КМ-8/6	Свинец				Г, Б, БГ, Б. К
МКТС-4	Свинец				Г, Б, Бп, БГ,Бл, К
МКТА-4	Алюминий				Шп, Б Бп,Шп
ВКПАП-1	Алюминий				Шп, КШп, БпШП

Магистральный коаксиальный кабель КМ-4 типа 2,6/9,5 содержит четыре коаксиальные пары и пять звездных четверок (рис. 5.10.). Каждая коаксиальная пара состоит из внутреннего медного проводника диаметром 2,6 мм и внешнего проводника в вид медной трубки диаметром 9,5 мм одним продольным швом. Коаксиальная пара имеет изоляцию из полиэтиленовых шайб толщиной 2,2 мм расстоянием между ними 25 мм. Поверх внешнего проводника расположен дополнительный экран в виде двух мягких стальных лент толщиной 0,15-0,2 мм, который покрывается одним двумя слоями кабельной бумаги. Кабель имеет свинцовую оболочку обычные броневые покровы и маркируется КМБ, КМГ, КМК. Кабель типа 2,6/9,5 используется в основном по

однокабельной системе. Конструктивные данные кабелей приведены в 5.1.

Подушка

КМБ-4

Рис. 5.10. Коаксиальный кабель типа КМ-4: а) поперечный разрез; б) коаксиальная пара;1 - внутренний проводник; 2— шайба; 3 — внешний проводник; 4 — экран; 5 — бумажные ленты

Расстояние между усилительными пунктами равно 6 км при передаче в диапазоне до 8,5 МГц и 3 км при передаче до 18 МГц. Усилительные пункты получают электропитание дистанционного от обслуживаемых пунктов, расположенных через 120—240 км на кабельной магистрали. Аппаратура дает усиление до 43,4 дБ. Максимальная дальность связи 12500 км. Основные электрические характеристики коаксиальной пары 2,6/9,5; номинальное волновое сопротивление ZB = 75 Ом; внутренняя неоднородность (коэффициент отражения) ρ = 2-10 ~3 ; переходное затухание А 0 =122 дБ при частоте 300 кГц; коэффициент затухания а на частоте 1 МГц равен 2,48 дБ/км; испытательное напряжение U = 3,7 кВ постоянного тока.

Частотные характеристики вторичных параметров кабеля приведены в табл. 3.13. Первичные параметры коаксиального кабеля КМ-4 приведены в табл. 3.14.

Коаксиальные кабели в алюминиевых оболочках КМА-4 и КМЭ-4 отличаются от кабелей КМ-4 только типом оболочки. В кабелях КМА-4 применяются алюминиевая оболочка толщиной 1,5 мм, а в кабелях КМЭ-4— комбинированная двоимая оболочка, состоящая из алюминиевой толщиной 1 мм и свинцовой толщиной 1,3 мм, наложенной непосредственно поверх алюминиевой оболочки. Эти кабели имеют повышенные экранирующие свойства и предназначены для прокладки в районах высокой грозодеятельности и на участках сближения с ЛЭП и эл. ж. д. Коэффициент защитного действия этих кабелей составляет 0,1—0,14 мм.

Малогабаритные коаксиальные кабели 1,2/4,6 предназначены для строительства кабельных магистралей ограниченной протяженности рокадных линий между магистралями, устройств глубоких вводов радиорелеиных линий и обеспечения областных связей. Достоинством этих кабелей являются простота конструкции, дешевизна и технологичность их изготовления.

Наибольшее применение получил четырехкоаксиальный малогабаритный кабель. Он может изготавливаться в свинцовой (МКТС-4) и алюминиевой (МКТА-4) оболочках. Сердечник кабеля во всех случаях идентичный.

На рис. 5.11 показан малогабаритный кабель типа МКТС-4. Внутренний проводник этого кабеля — медны диаметром 1,2 мм. Изоляция — воз душно-полиэтиленовая балонного типа. Внешний проводник медный продольным швом толщиной 0,1 мм Экран — из двух стальных лент толщиной по 0,1 мм. Четыре коаксиальные пары скручивают вместе с пятью сигнальными парами диаметром 0,5 мг и покрывают поясной изоляцией. Снаружи располагается свинцовая оболочка и соответствующий броневой покров. Строительная длина 500 м. Разрывная прочность кабеля — не меньше 1260 Н. Волновое сопротивление кабеля — 75 Ом. Коэффициент отражения (3—5) 10 ~3 . Коэффициент затухания на частоте 1 МГц равен дБ/км. Переходное затухание на жнем и дальнем концах строительной длины на частоте 60 кГц — не ме-104 дБ. Электрическая прочность изоляции переменному току 2000 В.

МКТСБ-4

Рис 5.11. Малогабаритный коаксиальный кабель типа МКТС-4: а) поперечный размер;

б) коаксиальная пара 1,2/4,6;

1 - внутренний проводник; — баллонная изоляция; 3 - внешний проводник; 4 — экран; 5 — поливинилхлоридная лента

Кабель М.КТ-4 применяется для канальной системы высокочастотной связи (К-300) в диапазоне 60—) кГц. Система питания — дистанционная. Необслуживаемые пункты устанавливаются через 6 км, обслуживаемые — через 120 км. Система связи--четырехпроводная, однополосная, этому кабелю работают цифровые системы ИКМ-480 со скоростью передачи 8,5 Мбит/с.

Известны конструкции малогабаритных коаксиальных кабелей, имеющих одну, четыре, шесть, восемь, двенадцать пар.

Комбинированные коаксиальные кабели содержат средние пары 2,6/9,5 мм, малогабаритные коаксиальные пары —1,2/4,6 мм и симметричные группы. Комбинированные кабели позволяют:

организовать мощные пучки телефонных каналов и телевизионную передачу на большие расстояния по коаксиальным парам 2,6/9,5 мм с помощью систем передачи К-1920 и К-3600;

обеспечить распределительные каналы для связи между городами и промежуточными пунктами, расположенными по магистрали, по коаксиальным парам 1,2/4,6 мм с помощью системы К-300 и системы ИКМ-480;

обеспечить выделение необходимого числа каналов в любом пункте трассы с помощью систем передачи К-300 и К-24;

организовать служебную связь и телесигнализацию по симметричным парам и четверкам.

Кабель. KM -8/6 содержит: восемь коаксиальных пар 2,6/9,5 мм; шесть коаксиальных пар 1,2/4,6 мм; одну четверку; восемь симметричных пар и шесть отдельных жил. Сечение кабеля КМ-8/6 показано на рис. 5.12. Все симметричные пары, четверки и отдельные проводники имеют медные жилы диаметром 0,9 мм с трубчато-полиэтиленовой изоляцией.

Кмк

Рис 5.12. Комбинированный коаксиальный кабель КМ-8/6:

1—две бронеленты; 2 — наружный покров (джут); 3 — бронепроволока; 4 — подушка; 5 — поясная изоляция; 6 -т свинцовая оболочка

Рис. 5.13. Комбинированный коаксиальный кабель КМ-12

Строительные длины комбинированных коаксиальных кабелей 490 м.

Другие похожие работы, которые могут вас заинтересовать.вшм>
6283.		Химическая связь. Характеристики химической связи: энергия, длина, валентный угол. Типы химической связи. Полярность связи	2.44 MB
	Гибридизация атомных орбиталей. Понятие о методе молекулярных орбиталей. Энергетические диаграммы образования молекулярных орбиталей для бинарных гомоядерных молекул. При образовании химической связи изменяются свойства взаимодействующих атомов и прежде всего энергия и заполненность их внешних орбиталей.
2150.		МОНТАЖ КАБЕЛЕЙ СВЯЗИ	193.77 KB
	Место соединения монтажа кабеля называют муфтой. Включение кабеля в оконечные устройства называют зарядкой. К спайкам кабеля предъявляют следующие требования: Омическое сопротивление жил не должно увеличиваться. Место спайки не должно быть слишком утолщенным по сравнению с диаметром кабеля.
2179.		КЛАССИФИКАЦИЯ, КОНСТРУКЦИЯ И МАРКИРОВКА КАБЕЛЕЙ СВЯЗИ	1.68 MB
	В зависимости от назначения области применения условий прокладки и эксплуатации спектра передаваемых частот конструкции материала и формы изоляции системы скрутки рода защитных покровов. В зависимости от области применения кабели связи разделяются на: магистральные зоновые внутриобластныe сельские городские подводные а также кабели для соединительных линий и вставок. Изготовляются также радиочастотные кабели для фидеров питания антенны радиостанций и монтажа радиотехнических...
2092.		ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ КАБЕЛЕЙ СВЯЗИ	60.95 KB
	В одномодовых световодах диаметр сердечника соизмерим с длиной волны d^λ и по нему передается лишь один тип волны мода. В многомодовых световодах диаметр сердечника больше длины волны d λ и по нему распространяется большое число волн. Информация передается через диэлектрик световод в форме электромагнитной волны. Направление волны осуществляется за счет отражений от границы с разными значениями показателя преломления у сердечника и оболочки п1 и п2 световода.
2142.		ВВОД КАБЕЛЕЙ СВЯЗИ В ЗДАНИЕ СТАНЦИИ, В ТЕЛЕФОНИЗИРУЕМЫЕ ЗДАНИЯ	110.47 KB
	Устройство ввода кабелей в здание АТС оборудование шахты и кросса. ВВОД КАБЕЛЕЙ В ЗДАНИЯ АТС И МТС Ввод междугородных кабелей в здания оконечных и промежуточных обслуживаемых усилительных пунктов ОП ОУП осуществляется либо в специально предназначенные для этого кабельные шахты либо непосредственно в помещения для размещения аппаратуры линейноаппаратный цех. Для защиты станционного оборудования и обслуживающего персонала от опасных напряжений оболочки и брони всех...
115.		Типы связи в словосочетании	7.59 KB
	Управление – это вид подчинительной связи при котором зависимое слово имя существительное местоимение субстантивированное слово ставится в той падежной форме без предлога или с предлогом которая обусловлена лексикограмматическим значением господствующего слова. Различаются виды управления: 1 в зависимости от характера связи между господствующим и зависимым словами: а управление сильное проявляющееся в тех случаях когда между господствующим и зависимым словами существует необходимая связь выражающаяся в том что господствующее...
19484.		Типы химической связи. Валентность	19.54 KB
	Химическая связь образуется в большинстве случаев в результате той или иной перегруппировки электронов содержащихся во взаимодействующих атомах. Важнейшими формами таких перегруппировок являются: передача одного или нескольких электронов от одного атома к другому так образуется ионная связь; смещение электронов от одного атома к другому так образуется ковалентная связь. Строение молекулы воды можно изобразить схемой: Если вместо каждой пары электронов образующих химическую связь условиться писать черточку то структурная...
7150.		Ключевые элементы данных. Назначение и типы ключей. Типы отношений. Построение отношений	31.46 KB
	Отношения между таблицами Отношения между таблицами устанавливают связь между данными находящимися в разных таблицах базы данных. Отношения между таблицами базы данных BIBLIO. Отношения между таблицами базы данных BIBLIO.
10714.		КАНАЛЫ СВЯЗИ. СЕТИ КАНАЛОВ СВЯЗИ	67.79 KB
	Линия связи является непременной составной частью каждого канала связи, по которой осуществляется похождение электромагнитных колебаний от передающего пункта к приемному (в общем случае канал может содержать несколько линий, но чаще одна и та же линия входит в состав нескольких каналов).
2135.		СОДЕРЖАНИЕ КАБЕЛЕЙ ПОД ИЗБЫТОЧНЫМ ВОЗДУШНЫМ ДАВЛЕНИЕМ	79.25 KB
	Постоянное избыточное давление в кабеле может поддерживаться двумя способами: автоматической подкачкой газа по мере его утечки или периодической подкачкой газа. В качестве источника сжатого газа применяются баллоны высокого давления или компрессорные установки Рис. Эффективность содержания кабеля под избыточным давлением в значительной степени зависит от количества газа помещающегося в кабеле на единицу длины а также от скорости распространения газа. появлении отверстия струя выходящего через него газа предохраняет кабель от...

Устройство кабельных сетей

Напольные устройства (светофоры, стрелочные электроприводы, рельсовые цепи и т.д.) соединяются между собой и с аппаратурой по­стов электрической централизации кабелями, которые вместе с кабель­ной арматурой образуют кабельную сеть.

Кабельная сеть выполняется сигнальными кабелями с различ­ным числом (от 3 до 61) медных жил диаметром 0,9 или 1,0 мм на номинальное напряжение 380 В переменного тока или 700 В постоянного. Электрическое сопротивление жилы постоян­ному току при температуре окружающей среды плюс 20 °С не превы­шает 23,3 Ом/км для жилы диаметром 1,0 мм и не более 28,8 Ом/км для жилы диаметром 0,9 мм.

В устройствах железнодорожной автоматики и телемеханики при­меняются следующие сигнально-блокировочные кабели:

СБПБ - кабель сигнально-блокировочный с медными жилами, полиэтиленовой изоляцией, в полиэтиленовой оболочке с броней из двух стальных лент и наружным покровом;

СБВБ - кабель сигнально-блокировочный с медными жилами и полиэтиленовой изоляцией в поливинилхлоридной оболочке с броней из двух стальных лент и наружным покровом;

СБПу - кабель сигнально-блокировочный с медными жилами и полиэтиленовой изоляцией, в утолщенной полиэтиленовой оболочке;

СББбШп - кабель сигнально-блокировочный с медными жилами, полиэтиленовой изоляцией и броней из двух стальных лент, в полиэти­леновом защитном шланге;

СББбШв - кабель сигнально-блокировочный с медными жилами, полиэтиленовой изоляцией и броней из двух стальных лент, в поливинилхлоридном защитном шланге;

СБВБГ - кабель сигнально-блокировочный с медными жилами и полиэтиленовой изоляцией, в поливинилхлоридной оболочке, с броней из двух стальных лент;

СБВГ – кабель сигнально-блокировочный с медными жилами и полиэтиленовой изоляцией, в поливинилхлоридной оболочке;

СБПБГ - кабель сигнально-блокировочный с медными жилами и полиэтиленовой изоляцией, в полиэтиленовой оболочке, с броней из двух стальных лент.

Число пар и жил приведено в табл.3.1.

При центральном питании устройств ЭЦ кабели от напольных уст­ройств прокладывают на центральный пост, предварительно группи­руя в горловинах станции в разветвительных муфтах. Для каждой сети устанавливают разветвительную муфту стрелочную СТ, сигнальную С, релейную Р или питающую П.

Таблица 3.1

Таблица количества жил кабеля

Кабельные линии составляют на основе схематического плана с осигнализованием и плана изоляции путей станции. На этих планах указаны расстояния между постом ЭЦ и стрелочным электроприво­дом, светофорами и приборами рельсовых цепей, а также нанесена трасса укладки групповых кабелей.

Кабельные трассы на станциях прокладывают так, чтобы они имели наименьшую длину, минимальное число переходов под путями и количество разветвительных муфт; они не должны проходить в мес­тах, занятых подземными и наземными сооружениями. Рекомендуется прокладывать трассу по бровке крайнего железнодорожного пути или между малодеятельными путями. Запрещается прокладка кабеля под стрелочными переводами, глухими пересечениями и рельсовыми сты­ками.

Длина кабелей

L=1,02·(ℓ Т +ℓ З +ℓ П +ℓ Р),

где 1,02 - коэффициент, учитывающий изгибы кабеля при прокладке; ℓ Т - длина тран­шеи между конечными точками прокладываемого кабеля, м; ℓ З - запасная длина у каж­дого кабеля в случае перезаделки (при длине кабеля 50 м запас не предусматривается) равная 1 м; ℓ П - длина кабеля на подъем от дна траншеи до муфты или клеммной колодки на посту, в релейном шкафу и т.д. (для муфты ℓ П = 1 м); ℓ Р - длина кабеля для разделки а муфтах, равная 0,5 м.

Кабельная сеть стрелок предусматривает жилы кабеля для управления и контроля положения стрелки, очистки стрелок и электрообогрева стрелочных электроприводов. Расчет кабельной линии сводится к определению сечения жил кабеля, необходимого для включения стрелочного электропривода, находящегося на определен­ном расстоянии от поста ЭЦ.

Сигнальные кабели имеют стандартный диаметр жил, поэтому для получения необходимых сечений проводов, идущих к приборам, жилы кабеля дублируют.

Расчет кабельной сети управления с учетом дублирования жил производят по формуле:

,

где L СТ – максимально допустимая длина стрелочного кабеля, м; ΔU К – допустимое падение напряжения, В; I Р – расчетный рабочий ток (ток фрикции) двигателя, А; r К – сопротивление 1 м жилы кабеля, Ом; П П, П О – число жил кабеля соответственно в прямом и обратном проводах. Число жил кабеля для включения ламп светофоров в кабель­ной сети светофоров и маршрутных указателей определяется по принципиальным схемам каждого светофора. В случае центрального питания светофоров от сети напряжением 220 В макси­мальные длины кабелей без дублирования жил зависят от типа сиг­нальных трансформаторов, огневых реле, мощности и числа одновре­менно горящих ламп на светофоре. Поэтому при проектировании даль­ность управления для каждого светофора определяется по таблицам, приведенным в справочной литературе.

Для современных схем с малогабаритными штепсельными реле дальность управления линзовым светофором без дублирования жил с одной горящей лампой мощностью 15 Вт составляет 4 км, с двумя одновременно горящими лампами - 2,6 км. Если на светофоре установлены лампы мощностью 25 Вт, то соответствующие расстояния составляют 3 и 2,5 км. При больших расстояниях жилы кабеля не дублируют, а переходят на питание светофоров от местных источников.

Кабель к маршрутным указателям рассчитывается по специальным номограммам в зависимости от мощности и числа одновременно горя­щих ламп. Дальность управления указателем скорости (зеленая полоса) 2,5 км.

Кабельную сеть релейных трансформаторов не разрешается совмещать с другими кабельными сетями. Предельная длина между путевым реле и дроссель-трансформатором или релейным трансформатором, при которых не требуется дублирования жил кабе­ля, указана в нормалях рельсовых цепей.

При построении кабельной сети питающих транс­форматоров станционных рельсовых цепей переменного тока частотой 50 Гц их подключают к одной фазе трансформаторов ТС ре­лейной панели, а частотой 25 Гц - к преобразователю ПЧ 50/25-300. Напряжение переменного тока на первичной обмотке питающего и кодирующего трансформаторов должно быть не менее 200 В.

Питающие трансформаторы рельсовых цепей группируют в от­дельные лучи так, чтобы нарушение питания одного луча выводило из действия по возможности меньшее число маршрутов. Лучи группиру­ют по горловинам станции, по районам и в зависимости от расположе­ния их на путях относительно друг друга и трассы кабеля. В отдельные лучи объединяют питающие трансформаторы рельсовых цепей глав­ных и кодируемых путей.

Для монтажа и подключения кабелей, проложенных от аппарату­ры рельсовых цепей, служат кабельные стойки, которые состоят из кор­пуса с крышкой. Корпус закреплен на опорной конструкции, состоя­щей из труб с фланцами (одной у концевых или двух у проходных), при­варенных к стальной пластине. Кабельные стойки подключаются к рельсам тросовыми перемычками.

Разветвительные муфты (рис. 3.1) предназначены для устройства ответвлений от группового кабеля к светофорам, путевым трансформаторным ящикам рельсовых цепей и стрелочных электроприводов и другим устройствам.

Рис. 3.1. Разветвительная муфта: 1 – два отверстия диаметром 28 мм; 2 – четыре

отверстия диаметром 16 мм; 3 – розетка; 4 – отверстие диаметром 21 мм

Рис. 3.2. Универсальная концевая Рис. 3.3. Универсальная промежуточная

муфта УКМ-12 муфта УПМ-12

Корпус и крышка муфты - литые, чугунные. В пазах крышек уло­жены прокладки из резинового зубчатого шнура. Муфты комплекту­ются металлическими трубами для защиты вводимых кабелей от меха­нических повреждений. Трубы крепятся к корпусу муфты болтами с гайками. Внутри муфты установлены клеммные панели на семь контак­тов и съемные перегородки для выделения зон прокладки жил каждого ответвляющего кабеля. Муфта снабжена розеткой для подключения те­лефона.

Универсальные концевые муфты УКМ-12 (рис. 3.2) предназначены для присоединения жил кабеля к аппаратуре, установки малогабарит­ной аппаратуры рельсовых цепей и подключения ее к рельсам. В муфте имеется одно отверстие диаметром 25 мм для ввода кабелей.

Универсальные промежуточные муфты УПМ-24 (рис. 3.3) служат для тех же целей, что и муфта УКМ-12, а также для соединения ка­белей и установки блока селеновых выпрямителей БВС. В этом случае снимают две клеммные панели. В муфте имеется два отверстия диа­метром 25 мм для ввода кабелей.

Корпуса и крышки муфт - литые, чугунные. Муфты комплектуются металлическими трубами для зашиты вводимых кабелей от механических повреждений: муфта УКМ-12 - одной трубой, муфта УПМ-24 - двумя.

Чугунные муфты СМ применяют для подземного соединения сигнально-блокировочного кабеля. Они состоят из верхней и нижней полумуфт, двух полухомутов, крышки и болтов, стягивающих полумуфты и крепящих крышку.

Контрольные вопросы и задани

Контрольные вопросы

1. Какие бывают типы сигнально-блокировочных кабелей?

2. Какая бывает жильность кабеля, сечение жил и удельное сопротивление?

3. Как производится расчет кабеля кабельных сетей?

4. Какие бывают типы муфт и назовите количество жил, которые можно в них разделать?

Задание

1. Составить кабельную сеть в соответствии с условиями приложения 6.

Заключение

В учебном пособии приведены в кратком изложении основы железнодорожной автоматики и телемеханики. Весь материал представлен в трех разделах: Системы железнодорожной автоматики и телемеханики, Элементы систем железнодорожной автоматики и телемеханики, Кабельные сети. В первом разделе дается классификация и поясняется назначение систем, во втором разделе дается описание работы реле и путевых устройств, в третьем рассматривается устройство кабельных сетей.

В течение последних 10 – 15 лет наметилась тенденция построения систем железнодорожной автоматики на микроэлектронных и микропроцессорных элементах. Как показала практика последних лет, это направление в развитии систем железнодорожной автоматики будет еще больше усиливаться. Во втором разделе пособия представлены полупроводниковые и микропроцессорные средства, на базе которых ожидается широкое внедрение устройств дистанционного управления и контроля стрелками и сигналами, устройств оптимизации регулирования движения поездов. Вместе с тем, в пособии представлены элементы средств регулирования движения поездов, которые используются в настоящее время. Представлено описание электромагнитных реле, стрелочных электроприводов, светофоров. Кроме того, приводятся схемы неразветвленных и разветвленных рельсовых цепей, методика их расчета.

Дисциплина ФОЖАТ на дневном факультете читается на втором курсе и создает базу для успешного освоения профилирующих дисциплин, где изучаются станционные и перегонные устройства железнодорожной автоматики, устройства дистанционного управления и контроля стрелками и сигналами.

Автор надеется, что настоящее пособие позволит облегчить процесс усвоения основ железнодорожной автоматики, будет способствовать повышению эффективности обучения и усвоения материала профилирующих дисциплин.

Абельные линии связи.

Общая конструкция кабеля электрической связи .

Кабель – направляющая система, состоящая из изолированных токопроводящих жил, скрученных в группу и помещенных во влагозащитную оболочку.

Классификация:

I. По назначению:

1. Кабели ГТС

2. Кабели МТС

3. Кабели СТС

II. По диапазону частот:

1. Низкой частоты

2. Высокой частоты

III. По способу прокладки:

1. Подземные

2. Подводные

3. Голые (прокладываются в КТК)

IV. По конструкции цепи:

1. Коаксиальные

2. Симметричные

Коаксиальный кабель – один проводник расположен внутри другого внутренний проводник сплошной, внешний медная трубка.

Симметричный кабель – жилы одинаковой конструкции расположены симметрично, относительно друг друга.

V. По материалу жил и способу их скрутки

VI. По материалу изоляции жил

VII. ПО материалу оболочки:
- Полихлорвиниловая
- Свинцовая
- Стальная гофрированная

VIII. По конструкции бронепокрова:
- Стальная лента
- С круглой проволокой

Конструктивные элементы кабеля:

2. Изоляция жил

Для симметричных кабелей:

а. Сплошная полиэтиленова

б. Бумажная

в. Кордельно-стрерофлексная

Для коаксиальных кабелей:

а. Шайбовая

б. Пористый полиэтилен

в. Полиэтиленовая болонного типа

3. Скрутка жил

а. Парная – две изолированных жилы скручены в пары с шагом скрутнки от 70 до 300 мм.

б. Звездная (четверочная) – 4 изолированные жилы, расположенные по углам квадрата, скрученные в четверку с шагом скрутки от 150 до 300 мм.

Изолированные жилы, скрученные в группы, образуют сердечник кабеля.

Виды скруток сердечника:

Повивная

Пучковая

Повивная – собирается из повивов (n + 6), счет ведется с красной жилы по часовой стрелке. В каждом последующем повиве, начиная от центрального будет на 6 групп (пар, четверок) больше.

Пучковая – собирается из пучков (n + 4).

Сердечник собирается из главных пучков. Элементы пучка состоят из десяти пар или пяти четверок. Главные пучки состоят из 50 пар или из 25 четверок.

200*2 - 400 жил.

Сердечник скрепляется поясной изоляцией.

Поясная изоляция - служит для скрепления сердечника и повышения сопротивления изоляции. Бывает:

Бумажная

Полиэтиленова

Экран – служит для уменьшения взаимных влияний (поверх поясной изоляции). Изготавливается из алюминиевой фольги в виде двух лент. У алюминиевой и свинцовой оболочки экрана нет.

Экранная проволока – медная, луженая. D = 0,1 – 0,2 мм.

Назначение: скрепление экрана и прозвонка кабеля.

Оболочка – защищает сердечник от влаги и механических повреждений.

Виды: - металлическая (стальная, свинцовая, алюминиевая)

Пластмассовая (полихлорвиниловая [*цветная], полиэтиленова [*черная].

Металлопластмассовая:

Алпэт – алюминиево-полиэтиленовая

Сталпэт – стальная полиэтиленовая.

Броня – состоит из нескольких слоев.

Существует 2 типа: - стальная лента

Проволока.

1. Подушка – защищает оболочку от повреждений при наложении брони (бумажная, резиновая, джут).

2. Броня – наносится поверх подушки (круглопроволочная – в реки, стальные ленты – в грунт).

3. Антикоррозийное покрытие (в виде шланга, джута).

Маркировка кабелей:

Т – телефонный НЧ кабель

П – 1. полиэтиленовая изоляция жил

2. полиэтиленовая оболочка

А – алюминиевая (оболочка)

З – 1. звездная скрутка (по середине)

2. зоновый кабель

Шп – шланг полиэтиленовый

Б – бронированный стальными лентами

С – кордельно-стирофлексная изоляция

Ст – стальная гофрированная оболочка

М – 1. междугородный (для симметричных кабелей)

2. магистральный (для коаксиальных кабелей)

3- Малогабаритный (для коаксиальных кабелей)

К – 1. Кабель (для симметричных кабелей)

2. Коаксиальный (пишется в начале маркировки)

3. Круглопроволочная броня (пишется в конце маркировки)

Г – голый

В – 1. Полихлорвиниловая оболочка (в конце маркировки)

2. внутризоновый (в начале маркировки)

Р – распределительный

Ст (Пт) – стальной тросик

Кабели местных телефонных сетей.

Тип Т.

Жилы медные (d = 0,4; 0,5; 0,7)

Бумажная (трубчато-бумажная) изоляция

Скрутка жил – парная

Несколько слоев кабельной бумаги

Оболочка – свинцовая, стальная гофрированная

ТГ – кабель телефонный, с воздушно-бумажной изоляцией жил, в свинцовой оболочке, голый, используется для прокладки кабеля в КТК.

ТБ – кабель телефонный, с воздушно-бумажной изоляцией жил, в свинцовой оболочке, бронированный стальными лентами, используется для прокладки кабеля в грунт.

ТК – кабель телефонный, с воздушно-бумажной изоляцией жил, в свинцовой оболочке, бронированный круглой проволокой, используется для прокладки кабеля в грунт.

ТСтШп – кабель телефонный, с воздушно-бумажной изоляцией жил, в стальной оболочке со шланговым покрытием, используется для прокладки кабеля в КТК.

ТСтБпШп – кабель телефонный, с воздушно-бумажной изоляцией жил, в стальной оболочке со шланговым покрытием, бронированный стальными лентами, используется для прокладки кабеля в грунт.

Тип ТП.

Кабель телефонный с полиэтиленовой изоляцией жил.

Жилы медные (d = 0,32; 0,4; 0,5; 0,64)

Скрутка жил – парная или звездная

Скрутка сердечника – повивная, свыше 100 пар – пучковая

Поясная изоляция – полиэтиленовая

Экран из двух лент алюминиевой фольги, экранная проволока

Оболочка – полиэтиленовая, полихлорвиниловая, стальная гофрированная

Емкость кабеля – от 10 до 1200 пар

ТПП – телефонный, с полиэтиленовой изоляцией жил, в полиэтиленовой оболочке.

ТППБ – телефонный, с полиэтиленовой изоляцией жил, в полиэтиленовой оболочке, бронированный стальными лентами, для прокладки в грунт.

ТППК – телефонный, с полиэтиленовой изоляцией жил, в полиэтиленовой оболочке, бронированный круглой проволокой, для прокладки в воде.

ТПВ – телефонный, с полиэтиленовой изоляцией жил, в полихлорвиниловой оболочке.

ТПВБ и ТПВК – аналогично.

ТПСтШп – телефонный, с полиэтиленовой изоляцией жил, в стальной гофрированной оболочке, со шланговым покрытием.

ТПСтБШп – телефонный, с полиэтиленовой изоляцией жил, в стальной гофрированной оболочке, бронированный стальной лентой, со шланговым покрытием.

ТПСтКШп – телефонный, с полиэтиленовой изоляцией жил, в стальной гофрированной оболочке, бронированный круглой проволокой, со шланговым покрытием.

СТС кабели.

КСПП – кабель сельской связи, с полиэтиленовой изоляцией жил, в полиэтиленовой оболочке.

Жилы медные (d = 0,9; 1,2 мм)

Сплошная полиэтиленовая изоляция

Скрутка жил – звездная

Емкость кабеля – 1*4; 2*4

Поясная изоляция – полиэтиленовая, в виде трубки

Оболочка – полиэтиленовая

Экран, экранная проволока

КСППБ – конструкция та же, + бронирование стальными лентами под оболочкой.

ПРППМ – провод, с полиэтиленовой изоляцией жил, в полиэтиленовой оболочке, жилы медные.

Жилы медные (d = 0,8; 1; 1,2 мм)

Жилы алюминиевые (d = 1,6 мм)

Емкость кабеля – 1*2

Зоновый кабель.

Тип ЗКП

Жилы медные (d = 1,2 мм)

Сплошная полиэтиленовая изоляция

Поясная изоляция – полиэтиленовая

Оболочка – полиэтиленовая, полихлорвиниловая

Экран, экранная проволока

Марки: ЗКП, ЗКПБ, ЗКПК.

Тип ЗКПА

Жилы медные (d = 1,2 мм)

Сплошная полиэтиленовая изоляция

Скрутка жил – звездная, в центре четверки находится полиэтиленовый кордель.

Поясная изоляция – полиэтиленовая

Оболочка – алюминиевая

Экран отсутствует

Марки: ЗКПАШп, ЗКПАБШп, ЗКПАКШп.

Коаксиальные кабели.

Оптические кабели связи

Волоконно-оптический кабель

– группа оптических волокон (ОВ),оформленных в единую конструкцию, отвечающую комплексу оптических и механических требований, а также условиям окружающей среды

Конструкция ОК должна обеспечить :

1.защиту ОВ от внешних воздействий (механических, климатических и т.д.);

2) защиту ОВ от обрывов при растяжении;

3) защиту от статического усталостного разрушения;

4) защиту ОВ от микроизгибов;

5) стабильность характеристик ОВ;

6) простоту и низкую стоимость строительно-монтажных (СМР), эксплуатационных и аварийно-восстановительных работ (АВР).

:

1) оптические волокна – ОВ;

2) оптические модули (ОМ) – полимерные трубки для укладки в них ОВ;

3) упрочняющие силовые элементы (стальные тросы, проволоки, броневые покровы, стеклопрутки, синтетические нити и т.д.);

4) гиброфобный заполнитель для защиты от влаги при частичном повреждении ОК (при попадании влаги создает пробку);

Основные элементы конструкции ОК :

5) хлопчато-бумажные ленты

6) полимерные оболочки (обычно полиэтиленовые) для защиты от влаги;

7) кордели – используются вместо модулей, если не требуется большого количества ОВ;

8) металлические элементы

I. Линейные:

1. Подвесные (ЛЭП, на опорах ВЛС, ЛЖД)

2. Подводные (речные переходы, на глубоководных участках, морских участках)

3. Подземные (грунт, КТК)

II. Внутриобъектовые:

1. Распределительные (внутри зданий)

2. Станционные (для монтажа аппаратуры)

Основные конструктивные элементы:

1. Оптическое волокно – основной конструктивный элемент оптического кабеля, выполняющий роль направляющей среды передачи.

2. Оптический модуль – элемент, который содержит одно или несколько оптических волокон. Выполняет роль защитного элемента. (полимерные трубки для укладки в них ОВ)

Типы модулей:

Трубчатые

Профилированные

Ленточные

Оптический сердечник – формируется из одного или нескольких оптических модулей. Повышает механическую прочность и защищает оптическое волокно от изгибов. используются вместо модулей, если не требуется большого количества ОВ;

8) металлические элементы – медные жилы для дистанционного питания аппаратуры, алюминиевые проволоки в стальной броне для уменьшения сопротивления брони.

3. Силовые элементы – обеспечивают требуемую механическую прочность (стеклопластиковый пруток, арамидные нитки (кевларовые)). (стальные тросы, проволоки, броневые покровы, стеклопрутки, синтетические нити и т.д.);

Силовой элемент может быть:

Центральным – обеспечивает большую гибкость и нагрузку на разрыв.

На переферии (сбоку) – обеспечивает стойкость кабеля к ударам и растягивающим нагрузкам.

4. Гидрофобные материалы – препятствуют проникновению влаги, увеличивают срок службы оптического кабеля. (при попадании влаги создает пробку)

5) хлопчато-бумажные ленты – для защиты от вибраций (демпфирования);

6. Оболочка – защищает сердечник от внешних механических воздействий.

7.Броня – повышает механические свойства и защитные функции оптического кабеля.

Типы оптических волокон:

1. Многомодовые

Ступенчатые – показатель преломления меняется резко от сердцевины к оболочке.

Градиентные – показатель преломления меняется плавно от сердцевины к оболочке.

2. Одномодовые

Примеры одномодового волокна:

G-652 – одномодовое волокно стандартного типа.

G-655 – одномодовое волокно с нулевой дисперсией, смещенное в область длин волн 1,5 мкм.

G-653 – оптическое волокно со смещенной ненулевой дисперсией.

Срок службы оптического волокна – 25 лет.

Диаметр сердцевины одномодового оптического волокна = 8 – 10 мкм.

многомодового = 50 – 100 мкм.

Диаметр оболочки = 125 – 180 мкм.

Материал для изготовления:

1. Кварц – кварц

2. Кварц – полимер

3. Полимер – полимер

ОКБ-М8П-10-022-32

1. ОК – оптический кабель

2. Б – бронированный

3. М8 – количество оптических модулей (8)

4. П – тип центрального силового элемента (П - стекловолоконный пруток, Т – стальной тросик)

5. 10 – тип волокна (10 – стандартное волокно G-652, 8 – многомодовое)

6. 022 – рабочее затухание волокна (0,22)

7. 32 – качество оптических модулей

1. D – диэлектрический сердечник

2. A – алюмополиэтиленовая лента

3. Y – усилен круглопроволочной броней

4. 012E – 12 стандартных волокон (E – стандарт)

5. 004N – 4 оптических волокна с ненулевой (N) дисперсией

Сев-ДАС-036Е-06-06-М4

1. Сев – завод изготовитель

2. Д – тип центрального силового элемента (Д – диэлектрический)

3. А – тип внутренней оболочки (А – алюминиевая)

4. С – тип наружного покрова (С – стальная проволока)

5. 036 – количество оптических волокон

6. Е – тип волокна (Е – стандартное)

7. 06 – максимальное количество оптических волокон в можуле

8. 06 – количество модулей

9. М4 – количество медных жил

Общие положения: бесперебойная и надёжная работа каналов связи и передачи

Иформации, зависит от герметичности оболочки кабеля на всём его протяжении.

С целью контроля герметичности муфт, кабельные линии устанавливают под постоянное избыточное давление.

В случае повреждения оболочки, избыточное воздушное давление, предотвращает попадание воды в кабель

Техническая атмосфера – это давление силы в 1 кг на площадь в 1 см2

Си:

1атм=1ккс/см2

Паскаль – это давление силы в 1 Ньютон на площадь в 1 м2

1атм=98066,5 Н/м2

ВОЛС. Параметры

Преимущества ВОЛС:

I широкая полоса пропускания, F=10 ГГц

II малое затухание светового сигнала в волокне

III экономически выгодно (относительно дешёвые материалы + не нужны регенераторы => до 100 км дальность действия)

IV малый вес и объём

V высокая защищённость от несанкционированного доступа

VI взрыво-, пожаро- безопасность

VII длительный срок эксплуатации (25 лет)

Недостатки ВОЛС:

I высокая стоимость интерфейсного оборудования

II очень дорогая сварка

Рисунок 2.1

Волокно состоит из сердцевины (сердечника) и оболочки. Оболочка окружает оптически более плотную сердцевину, являющуюся светонесущей частью волокна.

Показатель преломления сердечника n 1 , а оболочки n 2 , причем всегда n1 > n2.

Рассмотрим ход лучей света в волокне (рисунок 2.2):

Предположим, что θ 1 – угол падения луча света, а θ 2 - угол преломления этого луча.

Так как n 1 > n 2 , то существует критический угол падения Q 1 = θс , при котором угол преломления Q 2 будет равен 90 градусов (Sin90=1), при этом свет не будет выходить в оболочку.

Рисунок 2.2 – Ход лучей света в волокне

Тогда согласно закону Снеллиуса: (2.1)

θс = arcsin (n 2 / n 1) (2.2)

Если угол падения на границе раздела меньше критического угла падения (Луч 2), то при каждом внутреннем отражении часть энергии рассеивается наружу, что приводит к затуханию света.

Необходимо учесть, что свет вводят в торец волокна, При этом на боковую поверхность волокна будет падать луч, преломлённый его торцом. И падать он должен так, чтобы полностью отражаться от боковой поверхности. Возникает вопрос, под каким же углом надо вводить луч в волокно?

Режим полного внутреннего отражения предопределяет условие подачи света на входной торец ОВ, так как ОВ пропускает лишь свет, заключённый в пределах телесного угла θ A . Этот телесный угол характеризуется апертурой.

Апертура – это угол между оптической осью и одной из образующих светового конуса, попадающего в торец волокна, при котором выполняется условие полного внутреннего отражения.

Угол ввода светового потока в оптическое волокно должен быть меньше апертурного.

Таким образом, апертура световода – это максимальный возможный угол ввода лучей на торец световода. Обычно пользуются понятием числовой апертуры :

NA = n 0 · Sin θ A .(2.3)

Для воздуха n 0 = 1. Для волокна со ступенчатым профилем значение числовой апертуры выражается через показатели преломления:

NA = Sin θ A = (2.4)

Для кварца n 1 ≈ 1,47, n 2 ≈ 1,46, NA = 0,17, θ A ≈ 10 0 .

Один из важнейших параметров, характеризующий волокно, это – относительная разность показателей преломления Δ

Δ = (2.5)

В волоконном световоде могут существовать три типа волн – направляемые, излучаемые и вытекающие. Лучи, траектории которых полностью лежат в оптически более плотной среде, называются направляемыми . Энергия направляемых лучей не рассеивается наружу, и такие лучи могут распространяться на большие расстояния. Излучаемые волны возникают за счёт лучей, введённых вне апертуры, и уже вначале линии они излучаются в окружающее пространство. Вытекающие волны (лучи оболочки) частично распространяются вдоль световода, а часть излучается в окружающее пространство.

В современных волокнах обычно показатель преломления оболочки n 2 меньше n 1 (показателя преломления сердцевины) на 0,36%, то есть:

Режим работы ОВ зависит от нормированной частоты , значение которой рассчитывается по формуле:

где а с - радиус сердцевины ОВ.

В случае, если < 2.405 - то в волокне будет распространяться только одна мода (одномодовый режим ). С увеличением значения нормированной частоты число распространяющихся мод в ОВ возрастает, т. е, при > 2,405 - режим многомодовый .

В случае, если: 2.405 < < 3,832 – то в ОВ распространяется 4 моды.

Минимальная длина волны, при которой в волокне распространяется только одна мода, называется волоконной длиной волны отсечки , значение которой определяется из выражения как:

(2.6)

Если рабочая длина волны меньше длины волны отсечки, то имеет место многомодовый режим распространения света.

Типы оптических волокон

Некоторые свойства оптического волокна как световода напрямую зависят от диаметра сердцевины. По этому параметру оптоволокно делится на две категории:

многомодовое (MMF ) и одномодовое (SMF).

Многомодовые волокна подразделяются на ступенчатые и градиентные.

Одномодовые волокна подразделяются на ступенчатые одномодовые волокна или стандартные волокна (SF), на волокна со смещённой дисперсией (DSF), и на волокна с ненулевой смещённой дисперсией (NZDSF).

Многомодовое оптоволокно .

У этой категории оптоволокна диаметр сердцевины относительно большой по сравнению с длиной волны света, излучаемого передатчиком. Диапазон его значений составляет 50--1000 мкм при используемых длинах волн около 1 мкм. Однако наиболее широкое распространение получили волокна с диаметрами 50 и 62,5 мкм. Передатчики для такого оптоволокна излучают импульс света в некотором телесном угле, т. е. лучи (моды) входят в сердцевину под разными углами. В результате лучи проходят от источника к приемнику неравные по длине пути и, следовательно, достигают его в разное время. Это приводит к тому, что ширина импульса на выходе оказывается больше, чем на входе. Такое явление называется межмодовой дисперсией . В ступенчатом ОВ, более простом для изготовления, коэффициент преломления изменяется ступенчато на границе сердцевины с оболочкой. Ход лучей в таком волокне показан на рисунке 2.3.

Рисунок 2.3 – Ход лучей света в волокне

В градиентном ОВ коэффициент преломления плавно понижается от центра границе. Лучи света, пути которых проходят в периферийных областях с меньшим коэффициентом преломления, распространяются быстрее, чем те, которые проходят вблизи центра, что в итоге компенсирует разницу в длинах путей. В таком оптоволокне эффект межмодовой дисперсии намного ниже, чем в ступенчатом (рисунок 2.3).

Уширение сигнала устанавливает предел числу передаваемых в секунду импульсов, которые все еще могут быть безошибочно распознаны на принимающем конце канала. Это, в свою очередь, ограничивает полосу пропускания многомодового волокна.

Рисунок 2.4 –Конструкции различных волокон

Очевидно, что величина дисперсии на приемном конце зависит также и от длины кабеля. Поэтому пропускная способность для оптических магистралей определяется на единицу длины. Для оптоволокна со ступенчатым профилем коэффициента преломления она в типичном случае составляет 20-30 MГц на километр (MГц/км), в то время как для градиентных ОВ она находится в диапазоне 100-1000 MГц/км.

Многомодовое оптоволокно может иметь стеклянный стержень и пластиковую оболочку. Такому оптоволокну присущи ступенчатый профиль коэффициента преломления и полоса пропускания 20-30 MГц/км.
Одномодовое оптоволокно

Основным отличием такого волокна, во многом определяющим его свойства как световода, является диаметр сердцевины. Он составляет всего от 7 до 10 мкм, что уже сравнимо с длиной волны светового сигнала. Малая величина диаметра позволяет сформировать только один луч (моду), что и нашло отражение в названии (рисунок 2.4).

Достоинства многомодовых ОВ по сравнению с одномодовыми :

1) Из-за большого диаметра сердцевины многомодового ОВ снижаются требования к источникам излучения, так как для ввода излучения могут применяться более дешевые и вместе с тем более мощные полупроводниковые лазеры, и даже светодиоды. Для электропитания светодиодов применяют очень простые схемы, что упрощает устройство, и уменьшает стоимость ВОСП.

2) В приемном оптическом модуле могут применяться фотодиоды с большим диаметром фоточувствительной площадки. Такие фотодиоды имеют низкую стоимость.

3) При сращивании многомодовых ОВ требуемая точность совмещения торцов на порядок ниже, чем в случае сращивания одномодовых ОВ.

4) Оптические разъемы для многомодовых ОВ по тем же причинам имеют на порядок менее жесткие требования, чем оптические разъемы для одномодовых ОВ.

Недостатки многомодовых ОВ :

1) В многомодовых ОВ распространяются сотни мод, минимальное затухание имеют центральные моды и моды низких порядков, а с повышением порядка затухание мод увеличивается, в результате затухание многомодовых ОВ больше, чем одномодовых (от 0.6 до 5 дБ на км).

2) В процессе распространения импульсы света расплываются и даже начинают перекрывать друг друга. Такое уширение импульсов называется дисперсией .

Дисперсия многомодового ОВ много больше, чем одномодового. Чем меньше значение дисперсии, тем больше поток информации может быть передан по ОВ.

Вывод: Повышенное затухание и малая полоса пропускания являются причиной того, что на основе многомодовых ОВ строятся, главным образом, местные, локальные и внутриобъектовые относительно низкоскоростные ВОСП.

Достоинства одномодовых ОВ :

1) Малое затухание (от 0,22 до 0,35 дБ/км)

2) Небольшая дисперсия, а значит, широкая полоса пропускания.

Вывод: Одномодовые ОВ применяют в подавляющем большинстве современных ВОСП, работающих чаще всего на базе аппаратуры SDH, благодаря чему имеется возможность создавать высокоскоростные высоконадежные магистральные и местные цифровые сети.

Волоконные световоды характеризуются двумя важнейшим параметрами: затуханием и дисперсией. Чем меньше затухание (потери), и чем меньше дисперсия распространяемого сигнала в волокне, тем больше расстояние между повторителями (длина регенерационного участка). Кроме того, дисперсия приводит к ограничению полосы передачи по световоду.

Рисунок 2.5 – Классификация потерь в оптическом волокне

Макроизгибы обусловлены скруткой ОВ вдоль всего оптического кабеля. На изгибе нарушается условие полного внутреннего отражения. Такой луч преломляется и рассеивается в окружающем пространстве (оболочке).

Потери от микроизгибов возникают в результате случайных отклонений волокна от его прямолинейного состояния. Размах таких отклонений составляет менее 1 мкм, а протяженность - менее миллиметра. Подобные случайные отклонения могут появляться в процессе наложения защитного покрытия и изготовления из стекловолокон кабеля, в результате температурных расширений и сжатий непосредственно волокна и защитных покрытий.

Собственные потери а с состоят из трёх составляющих:

(2.7)

а п - ослабление за счёт поглощения;

а пр - ослабление за счёт наличия в материале ОВ постоянных примесей;

а р - ослабление за счёт потерь на рассеяние.

Рисунок 2.6 – Спектр света

Для того, чтобы понять природу потерь на поглощение, надо вспомнить чем представлен спектр света (рисунок 2.6). Спектр света представлен инфракрасными лучами, видимым светом и ультрафиолетовыми лучами. Инфракрасная часть спектра оптического сигнала делится на 3 поддиапазона: ближний, средний и дальний. К среднему относится тепловое излучение, которое создаётся любым нагретым объектом (солнцем, отопительными приборами, теплокровными существами.) В электронике и связи чаще всего используют ближнюю часть инфракрасного диапазона (см. рисунок 2.6)

Как известно, стекло очень сильно поглощает ультрафиолетовые лучи. Потери света в видимом диапазоне меньше, чем в ультрафиолетовом, но ещё достаточно велики, что не позволяет использовать их для передачи по оптическому кабелю. Так называемое ультрафиолетовое поглощение простирается вплоть до длины волны 1,3 мкм, где оно имеет минимальное значение.

На длинах волн меньших 1,3 мкм имеет место ультрафиолетовое поглощение , а на длинах волн, больших 1,3 мкм - инфракрасное поглощение , которое с увеличением длины волны растет. При длине волны излучения выше 1,6 мкм обычное кварцевое стекло становится непрозрачным

Таким образом, минимальное затухание в ОВ имеет оптический сигнал в диапазоне 0,8 – 1,7 мкм (в ближнем поддиапазоне инфракрасного диапазона).

Поскольку свет является электромагнитной волной, то механизм поглощения связан с поведением диэлектрика в электрическом поле (диэлектрической поляризацией).

Это означает, что под действием света происходит поворот связанных зарядов молекул стекла относительно центров связи, на что затрачивается энергия световой волны, этим обусловлены потери на поглощение.

Для изменения показателя преломления волокна используются различные легирующие добавки. Некоторые из них, например, бор (В 2 О 3) имеют большее естественное поглощение, а некоторые, например, германий (GeO 2) - меньшее. В настоящее время при производстве стекловолокон используют легирующие добавки с низкими потерями на поглощение.

Потеря энергии также существенно возрастает из-за наличия в материале ОВ постоянных примесей а пр , таких, как ионы металлов Fe, Ni, Cr, V, Cu и других включений.

Более существенной в отношении поглощения примесью является вода, присутствующая в виде ионов ОН - . На содержание ионов ОН - в стекле влияет процесс его изготовления. Примесями вызваны максимумы потерь на длинах волн 0,95 и 1,39 мкм (рисунок 2.8).

На ранних этапах развития оптических волокон большую часть примесей составляли ионы металлов. Но в настоящее время эти примеси существенно малы в современных высококачественных волокнах, и единственной оставшейся значительной примесью является гидроксильная группа ОН.

Рассеяние света в волоконном световоде в основном обусловлено наличием в материале сердечника мельчайших (около одной десятой доли длины волны) случайных неоднородностей. Эти неоднородности рассеивают свет во всех направлениях (рисунок 2.7). Часть рассеянного света выходит из сердцевины волокна, а часть может отразиться назад к источнику. Согласно закону Рэлея с увеличением длины волны потери на рассеяние уменьшаются:

Такое рассеяние присутствует в любом волоконном световоде и получило название Релеевского рассеяния . Оно обратно четвертой степени длины волны.

Легирующие добавки, которые необходимы для изменения показателя преломления сердечника световода, увеличивают степень неоднородности стекла.

Рисунок 2.7 – Природа Релеевского рассеяния

Наибольший интерес представляет зависимость затухания ОВ от длины волны (рисунок 2.8).

Рисунок 2.8 – Зависимость затухания оптического волокна от длины волны света

На длинах волн 0,95 и 1,39 мкмвозникают всплески затухания, которые обусловлены резонансными явлениями в гидроксильных группах ОН («водные пики»).

Между пиками затухания находятся три области с минимальными оптическими потерями, которые получили название окон прозрачности . С увеличением номера окна затухание уменьшается.

Так первое окно прозрачности наблюдается на длине волны 0,85 мкм. Второе окно прозрачности соответствует длине волны 1,3 мкм. Третье окно прозрачности наблюдается на длине волны 1,55 мкм, на которой затухание сигнала в ОВ минимально и составляет 0,22 дБ/км. Таким образом, целесообразно, чтобы оптические системы передачи по волоконным световодам работали именно на указанных длинах волн, которые получили название рабочих . В настоящее время наибольший интерес вызывают два последних окна прозрачности, которые обеспечивают наименьшее затухание и максимальную пропускную способность волоконных световодов. Внедрение технологий «плотного» частотного уплотнения (DWDM) вкупе с использованием эрбиевых оптических усилителей привело к разработке нового типа оптических волокон. При использовании технологии DWDM в оптическом волокне одновременно вводится большое количество (до 300) оптических сигналов на близких длинах волн, каждый из которых несет свой, независимый от других информационный поток.

Кроме выше перечисленных потерь необходимо учитывать потери, возникающие при вводе излучения в ОВ , к ним относятся:

а ап - апертурные потери, обусловленные несовпадением апертур излучателя и ОВ;

а фр - френелевские потери на отражение от торцов световода и т. д.

В качестве излучателей в ВОСП используют светоизлучающие диоды СИД полупроводниковые лазеры ППЛ. СИД излучают свет в телесном угле 30-60°, а ППЛ – в телесном угле от 3 до 30°. Если апертура излучателя больше апертуры ОВ, то часть оптического сигнала теряется ещё при вводе в ОВ. Это и есть аппертурные потери . Для уменьшения апертурных потерь для ввода излучения в ОВ используют фокусирующие линзы.

Для уменьшения френелевских потерь торцы ОВ покрывают специальными антиотражающими плёнками толщиной кратной λ/4.

Рисунок 2.11 – Виды дисперсии

Результирующая дисперсия определяется из формулы:

1) Межмодовая дисперсия возникает вследствие различной траектории распространения у разных мод по ОВ (рисунок 2.3). Эта дисперсия имеет место только в многомодовом волокне, величина её может достигать τ = 20 – 50 нс/км (больше, чем у любого другого вида дисперсии в тысячи раз).

2) Хроматическая (частотная) дисперсия, возникает из-за того, что источник излучения излучает вместо одной моды несколько мод с разными длинами волн. Эта дисперсия состоит из материальной и волноводной составляющих и имеет место, как в одномодовом ОВ, так и в многомодовом ОВ. Наиболее отчётливо она проявляется в одномодовом волокне из-за отсутствия межмодовой дисперсии.

Материальная дисперсия обусловлена зависимостью показателя преломления оптического волокна от длины волны λ.

Волноводная дисперсия обусловлена зависимостью коэффициента распространения моды от длины волны λ. Волноводная дисперсия возникает из-за ограничения света направляющей структурой (волокном). Тогда как почти вся энергия в многомодовом ОВ сконцентрирована в относительно большой сердцевине, в одномодовых ОВ свет распространяется и в сердцевине и в оболочке. Единственная направляемая мода может рассматриваться как распространяющаяся со скоростью, определяемой эффективным показателем преломления, большим чем показатель преломления оболочки, но меньшим показателя сердцевины. С ростом длины волны всё больше энергии распространяется в оболочке с малым показателем преломления. В результате получается расширение импульса, зависящее от структуры волокна, т. е.волноводная дисперсия.

3) Поляризационно-модовая дисперсия (ПМД) - это дисперсия, вызываемая разностью в скоростях распространения двух основных ортогонально-поляризованных мод, существующих в одномодовом волокне. Наличие ПМД приводит к тому, что результирующий выходной импульс света уширяется по сравнению с входным. Луч света от источника излучения попадает на вход ОВ. При этом возникает явление двойного лучепреломления. Это означает, что внутри ОВ образуется две волны (моды), которые поляризуется в двух ортогональных (взаимно-перпендикулярных) плоскостях и распространяется в виде двух мод одной волны. Из-за физической асимметрии показателя преломления ОВ эти моды одной волны движутся с разной скоростью.

ПМД также может быть возникать в местах соединения волокон или изгибах. ПМД влияет на работу ВОЛС так же, как и хроматическая дисперсия, но механизм уширения импульсов в этих случаях различен.

Рисунок 2.12 – Поляризационно-модовая дисперсия