Лекція №10 з навчальної дисципліни
“ВСТУП ДО СПЕЦІАЛЬНОСТІ”
Тема: Лінії передачі в електрозв‘язку. Кабельні лінії зв’язку.
Заняття. Лекція
Навчальні питання лекції:
1. |
Історія розвитку волоконно-оптичного зв'язку. |
2. |
Принцип передачі інформації за допомогою оптичного сигналу. |
3. |
Сучасні волоконно-оптичні лінії зв‘язку. |
Навчально-матеріальне забезпечення:
1. Лектор-2000
2. Слайди за темою лекції.
Навчальна література:
Фриман Р. Волоконно-оптические системы связи. – М.: Техносфера, 2003. – 440 с.
Убайдуллаев Р.Р. Волоконно-оптические сети. – М.: ЭКО-ТРЕНДЗ, 2001. – 267 с.
Корнейчук В.И. Измерение параметров компонентов и устройств ВОСП/ Уч. пособие. – Одесса: УГАС им. А.С. Попова, 2000. – 323 с.
1 Історія розвитку волоконно-оптичного зв'язку
Передача інформації за допомогою світла відома дуже давно. З розвитком цивілізації, людство стало використовувати сигнальні засоби – багаття, прапорці, світлофори, семафори, сигнальні лампи і т. ін. розглянемо хронологію:
1790 р. Франція. Вперше з'явилася лінія зв'язку довжиною в 200 км. Лінія ця являла собою оптичну телеграфну лінію повідомлення по який проходило за 15 хв.
1870 р. Англієць Джон Гиндаль провів експерименти по передачі світла в потоці води.
1880 р. Олександр Белл винайшов фотофон для передачі мови за допомогою світла. В основі роботи цього приладу покладений принцип модуляції світлового потоку мовним сигналом. Цей способом передачі мови за допомогою світла зберігся до дійсних днів.
1934 р. Американець Норман Френч запатентував спосіб передачі мови по кабелю зі скла. Такий кабель мав велике кілометричне загасання і ряд інших недоліків, що не дозволило застосувати його в широких масштабах. Надалі була зроблена спроба організувати передачу світла по порожньому (трубчастому) кабелі з дзеркальними внутрішніми стінками. Спроба ця не увінчалася успіхом, тому що при цьому виник ряд проблем, що на той момент вирішити не вдалося.
1958 р Вченими Артуром Шавковым і Чарльзом Гаупсом був розроблений, і запущений у роботу в 1960 р “лазер” (джерело світла).
1962 р. іншими вченими принципово була доведена можливість одержання лазерного випромінювання за допомогою напівпровідників тобто твердотільних елементів. Паралельно було доведено, що напівпровідники можуть виступати в ролі приймачів оптичного випромінювання. Після цього промисловість освоїла випуск напівпровідникових лазерів, світлодіодів і фотодіодів. У такий спосіб проблема дешевого і довговічного джерела когерентного випромінювання була вирішена, а попутно була вирішена і проблема реєстрації цього випромінювання на прийомній стороні лінії.
1966 р(Англія) скловолокно (Чарльз Као і Джордж Хоким) – велике загасання 1000 дБ/км (20 дБ/км – рентабельно)
1970 р. Фірма Корнинг Глас Уоркс досягла загасання <20 дБ/км.
1972 р. Фірма Корнинг Глас Уоркс досягла загасання – 4 дБ/км. Сьогодні – фірма Корнинг Глас Уоркс досягла загасання – 0,2 дБ/км.
1976 р. спробна траса в Мюнхені А/ПРО “Сименс” довжину 2,1 км. Сьогодні щорічно прокладається більш 6 млн. км оптичного кабелю.
Чому ж до 70-х рр. минулого сторіччя передача світла на великі відстані була неможливою?
Першою причиною є те, що видиме світло, одержуваний від ламп чи подібних джерел накалювання, не придатний для передачі інформації з великими швидкостями. Для цього необхідне джерело світла, яке випромінює світло в ідеальному випадку на одній хвилі чи хвилі в дуже вузькій смузі частот (рис. 1).
Рис.1.
Другою причиною є те, що відкритий простір (приземні шари атмосфери) не придатні для організації зв'язку за допомогою світлового потоку, оскільки під час опадів (дощ, сніг, туман) така лінія передачі припиняє функціонувати. Звідси напрошується висновок, що для передачі світлових сигналів необхідне створення спеціального (штучного) середовища поширення з низьким коефіцієнтом загасання.