Línea de transmisión de fibra óptica
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Sistema de transmisión de fibra óptica ( FOTS - el término oficial definido en GOST R 54417-2011 [1] ), Línea de comunicación de fibra óptica ( FOCL - un nombre bien establecido) - un sistema de fibra óptica que consta de elementos pasivos y activos, diseñado para la transmisión de información en el rango óptico (generalmente cerca del infrarrojo ) [2] .
Elementos
Componentes activos
- Un regenerador es un dispositivo que restaura la forma de un pulso óptico, el cual, al propagarse a través de la fibra, sufre distorsión. Los regeneradores pueden ser tanto puramente ópticos como eléctricos, que convierten la señal óptica en eléctrica, la restauran y luego la vuelven a convertir en óptica.
- Un amplificador es un dispositivo que amplifica la potencia de una señal. Los amplificadores también pueden ser ópticos y eléctricos, realizando conversión de señal optoelectrónica y electroóptica.
- El láser es una fuente de radiación óptica monocromática coherente. En los sistemas con modulación directa, que son los más comunes, el láser es también un modulador que convierte directamente una señal eléctrica en una óptica.
- Modulador : un dispositivo que modula una onda óptica que transporta información de acuerdo con la ley de una señal eléctrica. En la mayoría de los sistemas, esta función la realiza un láser, pero en los sistemas con modulación indirecta, se utilizan dispositivos separados para esto.
- El fotodetector ( fotodiodo ) es un dispositivo que realiza la conversión de señales optoelectrónicas.
Componentes pasivos
- Cable de fibra óptica , cuyos elementos conductores de luz son fibras ópticas . La cubierta exterior del cable puede ser de varios materiales: PVC, polietileno, polipropileno, teflón y otros materiales. Un cable óptico puede tener varios tipos de blindaje y capas protectoras específicas (por ejemplo, pequeñas agujas de vidrio para proteger contra roedores).
- Un acoplador óptico es un dispositivo utilizado para conectar dos o más cables ópticos.
- Cruz óptica : un dispositivo diseñado para terminar un cable óptico y conectarle equipos activos.
- Multiplexor / Demultiplexor : una amplia clase de dispositivos diseñados para combinar y separar canales de información. Los multiplexores y demultiplexores pueden operar tanto en el dominio del tiempo como en el de la frecuencia, pueden ser eléctricos y ópticos (para sistemas con multiplexación por división espectral ).
Beneficios
Las líneas de fibra óptica tienen una serie de ventajas sobre los sistemas de comunicación por cable (cobre) y de retransmisión por radio:
- La baja atenuación de la señal (0,15 dB/km en la tercera ventana de transparencia ) permite que la información se transmita a una distancia mucho mayor sin el uso de amplificadores. Los amplificadores en FOCL se pueden instalar después de 40, 80 y 120 kilómetros, según la clase de equipo terminal.
- El gran ancho de banda de la fibra óptica hace posible transmitir información a una gran velocidad, inalcanzable para otros sistemas de comunicación.
- Alta confiabilidad del entorno óptico: las fibras ópticas no se oxidan, no se mojan y no están sujetas a efectos electromagnéticos débiles.
- Seguridad de la información: la información se transmite a través de fibra óptica "de un punto a otro" y solo se puede escuchar o cambiar mediante una intervención física en la línea de transmisión.
- Alta protección contra las influencias entre fibras: el nivel de protección contra la radiación es superior a 100 dB. La radiación en una fibra no afecta en absoluto la señal en la fibra vecina.
- Seguridad contra incendios y explosiones al cambiar parámetros físicos y químicos
- Pequeñas dimensiones y peso.
- En comparación con los cables de cobre para exteriores: poco atractivo para los colectores de metal, excelente resistencia a los rayos.
Desventajas
- Fragilidad relativa de la fibra óptica. Si el cable está muy doblado, las fibras pueden romperse o enturbiarse debido a la aparición de microfisuras, por lo tanto, al tender el cable, es necesario seguir las recomendaciones del fabricante del cable óptico (donde, en particular, la flexión mínima permitida el radio está normalizado).
- La complejidad de la conexión en caso de rotura.
- Sofisticada tecnología de fabricación, tanto de la propia fibra como de los componentes FOCL.
- Complejidad de conversión de señal (en equipos de interfaz).
- Alto costo relativo del equipo final óptico. Sin embargo, el equipo es caro en términos absolutos. La relación costo-capacidad para FOCL es mejor que para otros sistemas.
- Enturbiamiento de la fibra debido a la exposición a la radiación (sin embargo, existen fibras dopadas con alta resistencia a la radiación [3] ).
Aplicación
Las ventajas de las líneas de fibra óptica han llevado a su uso generalizado en redes de telecomunicaciones de varios niveles, desde redes troncales intercontinentales hasta redes informáticas corporativas y domésticas.
Instalación
Tendido de cables
El cable óptico para líneas de comunicación se puede colocar de la siguiente manera:
- En el conducto de cables o colector de cables;
- Directamente en el suelo, en una zanja previamente preparada o usando una capa de cable ;
- Cable de suspensión - línea aérea de comunicación.
- Tendido de cables en el edificio: el cable se puede tender tanto en el exterior como en el interior del edificio
- Suspensión de cables en bastidores de tuberías: instalados, por ejemplo, en los techos de los edificios
Para cada caso, se fabrican cables especiales, que difieren en el tipo de cubierta, armadura, fuerza de tracción admisible y otros parámetros.
Montaje de acoplamientos y cruces
Para el empalme de los cables ópticos se utilizan acoplamientos ópticos , que son recipientes de plástico, dentro de los cuales se encuentra una placa de empalme que sujeta las fibras ópticas.
Una cruz óptica es un dispositivo a través del cual se conectan las fibras ópticas de un cable con conectores estándar. La cruz está hecha en forma de caja de metal (generalmente), en cuyo panel exterior hay conectores ópticos, y en el interior hay una placa de empalme. Los conectores de conexión cruzada se conectan a las fibras del cable mediante pigtails , piezas cortas de fibra óptica con conectores. El conector flexible en el interior de la cruz se conecta al conector exterior de la cruz y el otro extremo está soldado a la fibra del cable óptico.
Las cajas de distribución óptica se pueden fabricar para montaje en rack estándar de 19 pulgadas, montaje en pared y en otras versiones. Las cruces pueden abrirse sin desmontarse o no.
La soldadura de fibras ópticas se realiza en modo semiautomático mediante máquinas de soldadura especiales.
Interacción con fuerte radiación electromagnética
La fuerte radiación electromagnética puede introducir interferencias entre canales en los sistemas HDWDM y provocar un aumento en el número de errores. Este fenómeno es típico en los sistemas telemáticos del ferrocarril , donde el FOL se coloca sobre los soportes de la red de contacto en las inmediaciones del hilo de contacto. Los errores aparecen en momentos de transitorios , por ejemplo, durante un cortocircuito . Este fenómeno se explica por los efectos Kerr y Faraday .
Véase también
Notas
- ↑ GOST R 54417-2011 Componentes de sistemas de transmisión de fibra óptica. Términos y definiciones, GOST R del 27 de septiembre de 2011 No. 54417-2011 . docs.cntd.ru. Consultado el 19 de julio de 2018. Archivado desde el original el 19 de julio de 2018. (indefinido)
- ↑ Panfilov, 1991 , pág. 201.
- ↑ Fibras ópticas monomodo resistentes a la radiación con núcleo de cuarzo (enlace inaccesible) . Consultado el 24 de octubre de 2013. Archivado desde el original el 29 de octubre de 2013. (indefinido)
Enlaces
Literatura
- Panfilov I.P., Dyrda V.E. Teoría de la comunicación eléctrica. - M. : Radio y comunicación, 1991. - 344 p.