Применение волоконо-оптических линий связи и перспективы развития

Область возможных применений ОК весьма широка – от линий внутригородской связи и бортовых комплексов до систем связи на большие расстояния с высокой информационной емкостью. На основе ОК могут быть созданы принципиально новые системы передачи информации, а также существенно улучшены и удешевлены существующие системы.

В настоящее время волоконно-оптические линии связи (ВОЛС) широко используются в телефонной связи. На оптических кабелях построены абонентские, городские, зоновые, магистральные, сверхдальние линии связи.

Достоинства ОК (большая длина регенерационных участков, малая масса, высокая помехозащищенность) сделали их весьма эффективными для сверхдальних линий связи, соединяющие между собой страны, континетты, для прокладки через морские преграды.

Транссибирская оптическая линия протяженностью около 17000 км проходит по всей территории России. Она замыкает глобальное волоконно-оптическое кольцо цифровой связи, охватывающее четыре континента (Европу, Азию, Америку, Австралию) и три океана (Атлантический, Тихий, Индийский).

В 1988 г. завершено строительство подводных оптических магистралей между Европой и США через Атлантический океан. Подводная оптическая магистраль от Австралии и Новой Зеландии через Гавайи до Северной Америки иммет протяженность 16000 км. Магистраль рассчитана на 12000 каналов с регенерационными участками длиной 150 км. Весьма примечательна трансатлантическая линия протяженностью 6000 км без усилителей между Америкой и Европой. Сигнал передается по волокну из тетрафторида циркония (затухание на длине волны 2,5 мкм – 0,01 дБ/км) или фторида бериллия (затухание на длине волны 2,1 мкм – 0,005 дБ/км).

Междугородняя (магистральная) связь осуществляется на длине волны 1,55 мкм по одномодовым кабелям.

Построены и эксплуатируются зоновые оптические линии внутриобластной связи. Используются длины волн 1,3 и 1,55 мкм.

ВОЛС широко используются в качестве соединительных линий между АТС. Городские линии связи работают на длине волны 0,85 и 1.3 мкм.

Абонентские волоконно-оптические линии связи в настоящее время в нашей стране используются еще не достаточно широко, но во всем мире наблюдается тенденция перехода на оптическую связь. Абонентские линии получили широкое распространение в сетях связи США, Европы и Азии. Так, например, в КНР свыше 40% новых абонентов подключаются по оптоволокну.

Еще одно напревление оптичсеской связи – видиотелефония.

Весьма перспективно применение ОК в кабельном телевидении, которое обеспечивает высокое качество изображения и существенно расширяет возможности информационного обслуживания индивидуальных абонентов. Развитие получит радиотелефонная связь.

Оптические кабели получили также применение на высоковольтных линиях передачи для организации каналов технологической связи и телемеханики.

В последние годы получили широкое развитие внутриобъектовые структурированные оптические кабельные системы.

Перспективная область применения ОК - высокоскоростная связь внутри мощных ЭВМ, между ЭВМ и терминалами, между отдельными ЭВМ на расстоянии от нескольких метров до десятка километров.

Представляет интерес применение ОК в системах управления производственными процессами в условиях повышенной опасности для человека, в условиях сильных электромагнитных помех.

Высокая помехозащищенность, высокая скорость, малая масса и габаритные размеры особенно важны в бортовой радиоэлектронной аппаратуре.

Волоконно-оптические системы передачи имеют большие возможности дальнейшего усовершенствования. Оно происходит по нескольким направленииям: переход к ИК-диапазону, разработка новых составов и конструкций одномодовых волокон, использование оптического уплотнения, оптической коммутации.

Использование более длинных волн l=1,2…1,6 мкм, снизившее потери до 0,2…0,5 дБ/км и увеличившее длину регенерационного участка до 50…80 км, расширило возможности использования ОК для междугородней связи. Использование ИК-диапазона волн (2…10 мкм) позволит осуществлять связь на большие расстояния с участками регенерации 100 км более. Использование фтористых стекол, обладающих сверхпрозрачностью в ИК-диапазоне, позволит еще больше увеличить длину регенерационного участка.

Следует отметить, что развитие идет по пути широкого внедрения одномодовых волокон, обладающих высокой информационно-пропускной способностью. Оптические кабели с одномодовыми волокнами получили развитие на междугородних линиях связи большой протяженности и подводных магистралях. Особенно перспективны на дальних линиях связи одномодовые волокна с сохранением поляризации.

В настоящее время в основном используется временное разделение каналов (передача по одной оптической несущей коротких импульсов с высокой частотой следования). Возможности временного разделения каналов ограничены наличием дисперсии в волоконных световодах. Перспективно использование в ОК частотного разделения каналов (в световод с помощью мультиплексоров вводится одновременно излучение от нескольких источников, работающих на разных частотах; на приемном конце с помощью демультиплексоров происходит разделение сигналов). Такой способ называют спектральным уплотнением. Кроме того спектральное уплотнение позволяет обеспечить двухстороннюю связь по одному волокну.

Проводятся работы по созданию принципиально новых АТС, действующих на основе оптической коммутации (коммутируются световые, а не электрические сигналы).

Контрольные вопросы

1. Что использовали в качестве тракта передачи в первых работах по освоению оптического диапазона волн в сетях связи? Недостатки таких сетей.

2. С чем связано возникновение волоконно-оптических систем связи?

3. История развития оптической связи.

4. Достоинства оптических кабелей.

5. Применение оптических кабелей.

6. Построение систем передачи по оптическим кабелям.

7. Основные конфигурации сетей связи.

8. Перспективы развития оптической связи.

9. Спектральное уплотнение.

Дата добавления: 2014-01-15