dispositivo de red de cable

Los dispositivos de suelo (semáforos, accionamientos de interruptores eléctricos, circuitos de raíles, etc.) están conectados entre sí y al equipamiento de los puestos de centralización eléctrica mediante cables que, junto con los racores de cables, forman Cable de red.

La red de cables se realiza mediante cables de señal con un número diferente (de 3 a 61) de núcleos de cobre con un diámetro de 0,9 o 1,0 mm para una tensión nominal de 380 V CA o 700 V CC. La resistencia eléctrica del conductor a la corriente continua a una temperatura ambiente más 20 °С no exceda de 23,3 Ohm/km para un núcleo con un diámetro de 1,0 mm y no más de 28,8 Ohm/km para un núcleo con un diámetro de 0,9 mm.

Los siguientes cables de bloqueo de señal se utilizan en dispositivos de telemecánica y automatización ferroviaria:

SBPB- cable de bloqueo de señales con conductores de cobre, aislamiento de polietileno, en funda de polietileno con armadura de dos cintas de acero y cubierta exterior;

SBVB- cable de bloqueo de señales con conductores de cobre y aislamiento de polietileno en cubierta de PVC con armadura de dos cintas de acero y cubierta exterior;

SBPu- cable de bloqueo de señales con conductores de cobre y aislamiento de polietileno, en funda de polietileno engrosada;

SBBbShp- cable de bloqueo de señales con conductores de cobre, aislamiento de polietileno y armadura de dos cintas de acero, en manguera de protección de polietileno;

SBBbShv- cable de bloqueo de señales con conductores de cobre, aislamiento de polietileno y armadura de dos cintas de acero, en manguera de protección de PVC;

SBVBG- cable de bloqueo de señales con conductores de cobre y aislamiento de polietileno, en cubierta de PVC, con armadura de dos cintas de acero;

SBVG- cable de bloqueo de señales con conductores de cobre y aislamiento de polietileno, en cubierta de PVC;

SBPBG- cable de bloqueo de señales con conductores de cobre y aislamiento de polietileno, en funda de polietileno, con armadura de dos cintas de acero.

El número de pares y núcleos se da en la Tabla 3.1.

Con la fuente de alimentación central de los dispositivos EC, los cables de los dispositivos exteriores se colocan en el poste central, agrupados preliminarmente en los cuellos de la estación en acoplamientos divisores. Para cada red, se instala un acoplamiento de derivación, punto de conmutación CT, señal C, relé R o suministro P.

Tabla 3.1

Tabla del número de núcleos de cable

Las líneas de cable se basan en un plano esquemático con señalización y un plano de aislamiento de las vías de la estación. Estos planos indican las distancias entre el poste CE y los dispositivos de accionamiento eléctrico del interruptor, semáforos y vías, así como la ruta para el tendido de cables de grupo.

rutas de cable en las estaciones se dispondrán de modo que tengan la menor longitud, el mínimo número de cruces bajo las vías y el número de bifurcaciones; no deben tener lugar en lugares ocupados por estructuras subterráneas y superficiales. Se recomienda trazar la ruta a lo largo del borde de la vía férrea extrema o entre vías de poco tráfico. Está prohibido tender cables debajo de desvíos, cruces ciegos y empalmes de rieles.

Longitud del cable

L \u003d 1.02 (ℓ T + ℓ W + ℓ P + ℓ R),

donde 1,02 es un coeficiente que tiene en cuenta las curvaturas del cable durante el tendido; ℓ T es la longitud de la zanja entre los extremos del cable que se está tendiendo, m; ℓ З - longitud de repuesto para cada cable en caso de reterminación (con una longitud de cable de 50 m, el margen no se proporciona) igual a 1 m; ℓ P - longitud del cable para subir desde el fondo de la zanja hasta el acoplamiento o bloque de terminales en el poste, en el gabinete de relés, etc. (para acoplamiento ℓ P = 1 m); ℓ P - longitud del cable para corte en acoplamientos, igual a 0,5 m.

La red de cables de interruptores proporciona núcleos de cables para controlar y controlar la posición del interruptor, limpiar los interruptores y calentar eléctricamente los accionamientos de los interruptores. El cálculo de la línea de cable se reduce a determinar la sección transversal de los núcleos de cable necesarios para encender el accionamiento del interruptor eléctrico ubicado a cierta distancia del poste EC.

Los cables de señal tienen un diámetro de núcleo estándar, por lo que para obtener las secciones transversales requeridas de los cables que van a los dispositivos, se duplican los núcleos de los cables.

El cálculo de la red de control de cables, teniendo en cuenta la duplicación de núcleos, se realiza de acuerdo con la fórmula:

,

donde L ST es la longitud máxima permitida del cable del interruptor, m; ΔUK - caída permitida voltaje, V; I R - corriente nominal de funcionamiento (corriente de fricción) del motor, A; r K - resistencia del núcleo del cable de 1 m, Ohm; P P, P O: la cantidad de núcleos de cable, respectivamente, en los cables de avance y retroceso. El número de núcleos de cable para encender las lámparas de semáforo en la red de cables de semáforos e indicadores de ruta se determina de acuerdo con los diagramas de circuito de cada semáforo. En el caso de una fuente de alimentación central de semáforos de una red de 220 V, las longitudes máximas de cable sin duplicación de núcleos dependen del tipo de transformadores de señal, relés de incendio, potencia y la cantidad de lámparas encendidas simultáneamente en el semáforo. Por lo tanto, al diseñar, el rango de control para cada semáforo se determina de acuerdo con las tablas proporcionadas en la literatura de referencia.

Para esquemas modernos con relés enchufables de tamaño pequeño, el rango de control de un semáforo de lente sin duplicación de núcleos con una lámpara encendida con una potencia de 15 W es de 4 km, con dos lámparas encendidas simultáneamente: 2,6 km. Si se instalan lámparas de 25 W en los semáforos, las distancias correspondientes son 3 y 2,5 km. A largas distancias, los núcleos de los cables no se duplican, sino que se conectan para alimentar los semáforos desde fuentes locales.

El cable para enrutar los indicadores se calcula de acuerdo con nomogramas especiales, según la potencia y la cantidad de lámparas encendidas simultáneamente. Rango de control del indicador de velocidad (barra verde) 2,5 km.

La red de cables de los transformadores de relé no debe combinarse con otras redes de cables. La longitud máxima entre el relé de viaje y la bobina-transformador o transformador relé, en la que no es necesaria la duplicación de conductores, se indica en las normales de los circuitos de vía.

Al construir una red de cables de transformadores de suministro para circuitos ferroviarios de estaciones de corriente alterna con una frecuencia de 50 Hz, se conectan a una fase de los transformadores del TS del panel de relés, y con una frecuencia de 25 Hz, al convertidor FC 50/25-300. La tensión alterna en el devanado primario de los transformadores de alimentación y codificación debe ser de al menos 200 V.

Los transformadores de alimentación de los circuitos de vía están agrupados en haces separados de manera que un fallo de alimentación en un haz deja fuera de servicio el menor número posible de vías. Los haces se agrupan según los cuellos de la estación, según las regiones y según su ubicación en los caminos entre sí y la ruta del cable. Los transformadores de alimentación de los circuitos de vía de las vías principales y codificadas se combinan en haces separados.

Para la instalación y conexión de cables tendidos desde el equipo de circuitos de vía, sirva bastidores de cables, que consisten en un cuerpo con una tapa. La carcasa se fija sobre una estructura de soporte formada por tubos con bridas (una en el extremo o dos en los pasos) soldadas a una placa de acero. Los bastidores de cables están conectados a los rieles con puentes de cables.

acoplamientos de rama(Fig. 3.1) están diseñados para la derivación de un cable de grupo a semáforos, cajas de transformadores de vía de circuitos de vía y unidades de conmutación y otros dispositivos.

Arroz. 3.1. Acoplamiento de ramificación: 1 - dos agujeros con un diámetro de 28 mm; 2 - cuatro

agujeros con un diámetro de 16 mm; 3 - enchufe; 4 - agujero con un diámetro de 21 mm

Arroz. 3.2. Extremo universal Fig. 3.3. Intermedio universal

acoplamiento UKM-12 acoplamiento UPM-12

El cuerpo y la tapa del acoplamiento son de hierro fundido. En las ranuras de las tapas, se colocan juntas hechas de un cordón dentado de goma. Los acoplamientos se completan tubos metalicos para proteger los cables de entrada de daños mecánicos. Los tubos se unen al cuerpo del acoplamiento con pernos y tuercas. Dentro del acoplamiento se instalan paneles de terminales para siete contactos y tabiques removibles para separar las zonas de tendido de los núcleos de cada ramal. El embrague está equipado con un enchufe para conectar un teléfono.

Acoplamientos finales universales UKM-12(Fig. 3.2) están diseñados para conectar los núcleos de los cables a los equipos, instalar equipos de pequeño tamaño de circuitos de vía y conectarlos a los rieles. El acoplamiento tiene un orificio de 25 mm de diámetro para la entrada de cables.

Acoplamientos intermedios universales UPM-24(fig. 3.3) sirven para los mismos fines que el acoplamiento UKM-12, así como para conectar cables e instalar una unidad rectificadora de selenio BVS. En este caso, retire los dos paneles de terminales. El manguito tiene dos orificios de 25 mm de diámetro para la entrada de cables.

Los cuerpos y las tapas de los manguitos - fundidos, de hierro fundido. Los acoplamientos están equipados con tubos de metal para proteger los cables de entrada de daños mecánicos: acoplamiento UKM-12 - un tubo, acoplamiento UPM-24 - dos.

Acoplamientos de hierro fundido CM Se utiliza para la conexión subterránea del cable de bloqueo de señal. Se componen de semiacoplamientos superior e inferior, dos semiacoplamientos, una tapa y pernos que aprietan los semiacoplamientos y aseguran la tapa.

Preguntas y tareas de control

preguntas de examen

1. ¿Cuáles son los tipos de cables de bloqueo de señal?

2. ¿Cuál es el núcleo del cable, la sección transversal del núcleo y la resistividad?

3. ¿Cómo se calcula el cable de las redes de cable?

4. ¿Cuáles son los tipos de acoplamientos y nombre la cantidad de núcleos que se pueden cortar en ellos?

La tarea

1. Realizar una red de cable en los términos del Anexo 6.

Conclusión

El tutorial proporciona un resumen de los conceptos básicos de la automatización ferroviaria y la telemecánica. Todo el material se presenta en tres secciones: Sistemas de automatización y telemecánica ferroviaria, Elementos de sistemas de automatización y telemecánica ferroviaria, Redes de cables. La primera sección da una clasificación y explica el propósito de los sistemas, la segunda sección describe la operación de relés y dispositivos de vía, y la tercera sección trata sobre la instalación de redes de cable.

Durante los últimos 10 a 15 años, ha habido una tendencia a construir sistemas de automatización ferroviaria sobre elementos microelectrónicos y microprocesadores. Como ha demostrado la práctica de los últimos años, esta dirección en el desarrollo de sistemas de automatización ferroviaria se fortalecerá aún más. El segundo apartado del manual presenta herramientas de semiconductores y microprocesadores, a partir de las cuales se espera la implantación generalizada de dispositivos de telemando y control de interruptores y señales, dispositivos para optimizar la regulación del tráfico ferroviario. Al mismo tiempo, el manual presenta los elementos de los medios de regulación del movimiento de trenes que se utilizan actualmente. Se presenta la descripción de relés electromagnéticos, accionamientos eléctricos de puntero, semáforos. Además, se proporcionan diagramas de circuitos de vía no ramificados y ramificados, el método de su cálculo.

La disciplina FOGAT en la facultad de tiempo completo se lee en el segundo año y crea la base para el desarrollo exitoso de las principales disciplinas, donde se estudian los dispositivos de estación y etapa de automatización ferroviaria, dispositivos de control remoto y control de interruptores y señales.

El autor espera que este manual facilite el proceso de dominar los conceptos básicos de la automatización ferroviaria, aumente la eficacia de la formación y el dominio del material de las principales disciplinas.

Consideremos en este artículo el dispositivo de líneas de comunicación por cable utilizado en redes informáticas.

La mayoría de las veces, en las redes informáticas, se utilizan conexiones por cable, que actúan como un medio para las señales eléctricas u ópticas entre las computadoras y otros dispositivos de red. Para ello se utilizan los siguientes tipos de cable:

• cable coaxial(cable coaxial);
• par trenzado(par trenzado);
• fibra óptica o cable de fibra óptica(alimentador óptico).

Hace quince o veinte años, cuando se creaban redes, se usaba principalmente un cable coaxial, que constaba de una señal de transmisión de un núcleo de cobre o aluminio, una capa de aislamiento, una trenza de blindaje de hilos de cobre o papel de aluminio y una capa exterior protectora. devanado.

Para la transmisión de la señal en el cable coaxial, se utilizó el núcleo central, mientras que la malla se puso a tierra, actuando como un "cero eléctrico".

Los cables se dividen según la escala de la Guía de Radio. Las categorías de cables más comunes:

• RG-8 y RG-11 - "Thick Ethernet" (Thicknet), 50 ohmios. estándar 10BASE5;
• RG-58 - "Ethernet delgada" (Thinnet), 50 ohmios. Estándar 10BASE2:
• RG-58/U - conductor central sólido,
• RG-58A/U - conductor central trenzado,
• RG-58C/U - cable militar;
• RG-59: cable de televisión (banda ancha/televisión por cable), 75 ohmios. análogo ruso RK-75-x-x ("cable de radiofrecuencia");
• RG-6: cable de televisión (banda ancha/televisión por cable), 75 ohmios. El cable de categoría RG-6 tiene varias variedades que caracterizan su tipo y material. Análogo ruso de RK-75-x-x;
• RG-62 - ARCNet, 93 ohmios

Cable coaxial delgado: flexible, con un diámetro de aproximadamente 0,5 cm, le permite transferir datos sin atenuación en distancias de hasta 185 m (en redes reales incluso hasta 300 m).

Para conectar el cable a los dispositivos de red, se utilizaron conectores BNC especiales.

Se montaron conectores BNC simples en los extremos de los segmentos de cable. Estos segmentos se empalmaron usando conectores BNC I y se usaron conectores BNCT para conectarse a dispositivos y adaptadores de red.

Para que la señal reflejada sea absorbida en los extremos del cable, allí se instalaron terminadores BNC, uno de los cuales debe estar conectado a tierra.

El uso generalizado de redes basadas en cable coaxial se debió a dos circunstancias: bajo costo (especialmente para redes en un cable coaxial delgado) - el costo del cable y los conectores era mínimo, y no se requería nada más para redes pequeñas, y simplicidad - era suficiente para tender el cable troncal, instalar terminadores en sus extremos y conectar todas las computadoras a él, y la red está lista.

Cables de par trenzado

(par trenzado) - un tipo de cable de comunicación, es uno o más pares de conductores aislados trenzados entre sí (con un pequeño número de vueltas por unidad de longitud), cubiertos con una funda de plástico.

Propósitos de torcer conductores:

• aumentando la conexión de los conductores de un par (la interferencia electromagnética afecta igualmente a ambos cables del par);
• reducción de la interferencia electromagnética de fuentes externas;
• reducción de la interferencia mutua durante la transmisión de señales diferenciales.

Tipos de cables de par trenzado:

• par trenzado sin blindaje (UTP - Par trenzado sin blindaje) - no hay blindaje protector alrededor de un solo par;
• par trenzado de lámina (FTP - Foiled twisted pair): también conocido como F / UTP, hay una pantalla externa común en forma de lámina;
• par trenzado protegido (STP - par trenzado blindado) - hay protección en forma de pantalla para cada par y una pantalla externa común en forma de rejilla;
• par trenzado blindado con lámina (S / FTP - par trenzado con lámina apantallada) - una pantalla externa hecha de trenza de cobre y cada par en una trenza de lámina;
• par trenzado apantallado sin protección (SF/UTP - par trenzado apantallado y sin blindaje) - un blindaje exterior doble hecho de malla y lámina de cobre, cada par trenzado está desprotegido.

Debido a su bajo costo, facilidad de instalación y versatilidad para ser utilizado en la mayoría de las tecnologías de red, el par trenzado sin blindaje es ahora el tipo de cable más común utilizado en la construcción de LAN. El par trenzado blindado, a pesar de su alta inmunidad al ruido, no se ha generalizado debido a las dificultades de instalación: debe cuidar la conexión a tierra y el cable es más rígido que el par trenzado sin blindaje.

El par trenzado se conecta a una computadora y otros dispositivos mediante un conector de 8 pines 8P8C (8 posiciones, 8 contactos). Este conector es similar al conector RJ-11 que se usa en las líneas telefónicas, solo que un poco más grande.

La terminación del cable de par trenzado en el conector 8P8C cumple con los estándares EIA/TIA568A y 568B.

El cable de par trenzado se termina en el conector 8P8C con una herramienta de crimpado especial: una crimpadora.

Tenga en cuenta que los cables que se utilizan para conectar computadoras a concentradores y conmutadores están engarzados en ambos lados de la misma manera, es decir, al mismo estándar. Esto da como resultado un llamado cable recto. Sin embargo, se utiliza un cable cruzado ("cable cruzado") para conectar directamente los adaptadores de red de las computadoras.

Líneas de comunicación de fibra óptica

Las líneas de comunicación de fibra óptica (FOCL) tienen una serie de ventajas significativas en comparación con las líneas de comunicación basadas en cables metálicos:

• alto rendimiento;
• baja atenuación;
• pequeño peso y dimensiones;
• alta inmunidad al ruido;
• equipo de seguridad confiable;
• influencias mutuas prácticamente ausentes;
• bajo costo debido a la ausencia de metales no ferrosos en el diseño.

FOCL utiliza ondas electromagnéticas en el rango óptico. Recuerde que la radiación óptica visible se encuentra en el rango de longitud de onda de 380...760 nm. El rango infrarrojo ha recibido una aplicación práctica en FOCL, es decir. radiación con una longitud de onda de más de 760 nm. Varios tipos de ondas (modos) pueden existir simultáneamente en una guía de ondas óptica. Dependiendo de las características del modo, la fibra óptica se divide en dos tipos:

• multimodo

• modo singular

Un cable de fibra óptica consta de un conductor de luz central (núcleo), una fibra de vidrio rodeada por otra capa de vidrio, una cubierta con un índice de refracción más bajo que el núcleo. Extendiéndose a través del núcleo, los rayos de luz no van más allá de él, reflejándose en la capa que cubre el caparazón.

Como fuentes de emisión de luz en los cables de fibra óptica se utilizan:

• LED;
• láseres semiconductores.

Dependiendo de la distribución del índice de refracción y del tamaño del diámetro del núcleo, existen:

• fibra multimodo con índice de refracción escalonado. En una fibra escalonada se pueden excitar y propagar hasta mil modos con diferentes distribuciones sobre la sección transversal y longitud de la fibra. Los modos tienen diferentes caminos ópticos y, por lo tanto, diferentes tiempos de propagación a través de la fibra, lo que da como resultado un ensanchamiento del pulso de luz a medida que viaja a través de la fibra. Este fenómeno se denomina dispersión intermodo y afecta directamente a la velocidad de transmisión de información a través de una fibra óptica.
• fibra multimodo con un cambio suave en el índice de refracción. Se diferencia del escalonado en que el índice de refracción del núcleo aumenta gradualmente desde el borde hacia el centro. Esto conduce al fenómeno de la refracción en el núcleo, reduciendo así la influencia de la dispersión entre modos en la distorsión del pulso óptico. El perfil del índice de refracción de la fibra graduada puede ser parabólico, triangular, roto, etc.
• fibra monomodo. En esta fibra existe y se propaga un solo modo (más precisamente, dos modos degenerados con polarizaciones ortogonales), por lo tanto, no hay dispersión intermodo en ella, lo que permite transmitir señales a una distancia de hasta 50 km a una velocidad de hasta 2,5 Gbit/s y superior sin regeneración.

Para conectar el cable óptico, se utilizan conectores especiales. Los conectores SC y ST se consideran obsoletos en la actualidad, por lo que los conectores FC se utilizan con mayor frecuencia en equipos nuevos.

Los conectores ST y SC tienen el diseño más simple, se pueden usar tanto en redes troncales como en latiguillos. Utilizan un mecanismo de conexión push-pull. Desafortunadamente, su próstata tiene un efecto negativo en la confiabilidad.

El conector FC tiene una mayor fiabilidad, ya que tiene una punta de cerámica y una tuerca de unión para fijar el conector en el puerto óptico. Esto hace posible su uso no solo en redes troncales, sino incluso en condiciones de alta movilidad.

La instalación de conectores (incrustar un cable de fibra óptica en un conector) es bastante complicada y requiere un equipo especial. Es cierto que recientemente ha habido kits que le permiten cerrar dichos conectores en casa. Sin embargo, su uso requiere precisión y paciencia, ya que se fabrican pegando la fibra óptica en la punta, seguido de un secado con esmerilado fino.

En comparación con los cables eléctricos, la fibra óptica proporciona parámetros insuperables de inmunidad al ruido y protección de la señal transmitida contra la intercepción. Además, al usarlo, los datos se pueden transmitir a distancias significativamente más largas y, en teoría, las tasas de transmisión posibles en fibra óptica son mucho más altas.

ventana de transparencia- el rango de longitudes de onda de la radiación óptica, en el que hay menos, en comparación con otros rangos, atenuación de la radiación en el medio, en particular - en la fibra óptica. La fibra óptica escalonada estándar SMF tiene tres ventanas de transparencia: 850 nm, 1310 nm y 1550 nm. Hasta la fecha, se han desarrollado las ventanas de transparencia cuarta (1580 nm) y quinta (1400 nm), así como fibras ópticas que tienen una transparencia relativamente buena en todo el rango del infrarrojo cercano.

Inicialmente, en los años 70, los sistemas de comunicación por fibra óptica utilizaban la primera ventana de transparencia, ya que los láseres de GaAs producidos en esa época trabajaban a una longitud de onda de 850 nm. Actualmente, este rango se usa solo en redes locales debido a la alta atenuación.

En la década de 1980, se desarrollaron láseres basados ​​en heteroestructuras triples y cuádruples capaces de operar a una longitud de onda de 1310 nm, y se utilizó la segunda ventana de transparencia para la comunicación a larga distancia. La ventaja de este rango era la dispersión cero a una longitud de onda dada, lo que reducía significativamente la distorsión de los pulsos ópticos.

La tercera ventana de transparencia se dominó a principios de los 90. La ventaja de la tercera ventana no es solo el mínimo de pérdidas, sino también el hecho de que la longitud de onda de 1550 nm representa el rango operativo de los amplificadores de erbio de fibra óptica (EDFA). Este tipo de amplificador, al tener la capacidad de amplificar todas las frecuencias del área de trabajo, predeterminó el uso de una tercera ventana de transparencia para sistemas con división espectral división división división (WDM).

La cuarta ventana de transparencia se extiende a 1620 nm, aumentando el rango operativo de los sistemas WDM.

La quinta ventana de transparencia apareció como resultado de una limpieza a fondo de la fibra óptica de las impurezas. Así, se obtuvo una fibra óptica AllWave con baja pérdida en toda la región de 1280 nm a 1650 nm.

Líneas de comunicación por cable.

Diseño general del cable de comunicación eléctrica..

El cable es un sistema de guía que consta de núcleos conductores aislados retorcidos en un grupo y colocados en una cubierta a prueba de humedad.

Clasificación:

I. Con cita previa:

1. Cables GTS

2. Cables MTS

3. Cables STS

II. Por rango de frecuencia:

1. Baja frecuencia

2. Alta frecuencia

tercero Por método de colocación:

1. Subterráneo

2. Bajo el agua

3. Desnudo (puesto en CPC)

IV. Por diseño de circuito:

1. coaxiales

2. simétrico

Cable coaxial: un conductor está ubicado dentro del otro, el conductor interno es sólido, el exterior es un tubo de cobre.

Cable simétrico: los conductores del mismo diseño están dispuestos simétricamente entre sí.

V. Según el material de los núcleos y el método de su torsión

VI. Según el material de aislamiento.

VIII. Según el material de la carcasa:
-PVC
- Dirigir
- Acero corrugado

VIII. Según el diseño de la cubierta de la armadura:
- Cinta de acero
- Con alambre redondo

Elementos estructurales del cable:

2. Aislamiento del núcleo

Para cables balanceados:

pero. Polietileno sólido

B. Papel

en. Cordello-estéreoflex

Para cables coaxiales:

pero. Lavadora

B. Polietileno poroso

en. Polietileno tipo bolonia

3. Varado

pero. Sala de vapor: dos núcleos aislados están trenzados en pares con un paso de torsión de 70 a 300 mm.

B. Estrella (cuádruple): 4 núcleos aislados ubicados en las esquinas del cuadrado, torcidos en un cuádruple con un paso de torsión de 150 a 300 mm.

Los conductores aislados trenzados en grupos forman el núcleo del cable.

Tipos de giros centrales:

Partera

Haz

Una partera se ensambla a partir de capas (n + 6), la cuenta se mantiene desde el núcleo rojo en el sentido de las agujas del reloj. En cada capa posterior, a partir de la central, habrá 6 grupos más (parejas, cuatros).

Viga: ensamblada a partir de vigas (n + 4).

El núcleo se ensambla a partir de las vigas principales. Los elementos de viga constan de diez pares o cinco cuádruples. Los paquetes principales constan de 50 pares o 25 cuádruples.

200*2 - 400 conductores

El núcleo se sujeta con aislamiento de cinturón.

Aislamiento del cinturón: sirve para sujetar el núcleo y aumentar la resistencia del aislamiento. Sucede:

Papel

Polietileno

Pantalla: sirve para reducir las influencias mutuas (sobre el aislamiento de la correa). Está hecho de papel de aluminio en forma de dos cintas. Las carcasas de aluminio y plomo no tienen pantalla.

Alambre de pantalla - cobre, estañado. D = 0,1 - 0,2 mm.

Finalidad: fijación de la pantalla y continuidad del cable.

Funda: protege el núcleo de la humedad y los daños mecánicos.

Tipos: - metal (acero, plomo, aluminio)

Plástico (PVC [*color], polietileno [*negro].

Metal-plástico:

Alpet - aluminio-polietileno

Stalpet - polietileno de acero.

Armadura: consta de varias capas.

Hay 2 tipos: - cinta de acero

Cable.

1. Almohada: protege el caparazón del daño cuando se aplica una armadura (papel, caucho, yute).

2. Armadura: se aplica sobre la almohada (alambre redondo, en los ríos, cintas de acero, en el suelo).

3. Recubrimiento anticorrosión (en forma de manguera, yute).

Marcado de cables:

T - cable telefónico de baja frecuencia

P - 1. aislamiento de polietileno de núcleos

2. funda de polietileno

A - aluminio (carcasa)

Z - 1. giro de estrella (en el medio)

2. cable de zona

Shp - manguera de polietileno

B - blindado con cintas de acero

C - aislamiento cordel-styroflex

St - carcasa corrugada de acero

M - 1. interurbano (para cables simétricos)

2. backbone (para cables coaxiales)

3- Tamaño pequeño (para cables coaxiales)

K - 1. Cable (para cables balanceados)

2. Coaxial (escrito al principio de la marca)

3. Armadura de alambre redondo (escrito al final de la marca)

G - desnudo

B - 1. Funda de PVC (al final del marcado)

2. intrazonal (al comienzo del marcado)

P - distributivo

St (Pt) - cable de acero

Cables de redes telefónicas locales.

Tipo T.

Conductores de cobre (d = 0,4; 0,5; 0,7)

Aislamiento de papel (papel tubular)

Núcleos de varada - baño de vapor

Varias capas de papel para cables

Vaina - plomo, acero corrugado

TG - cable telefónico, con aislamiento de núcleo de papel de aire, cubierta de plomo, desnudo, utilizado para el tendido de cables en CPC.

TB: cable telefónico, con aislamiento de núcleo de papel de aire, en una cubierta de plomo, blindado con cintas de acero, utilizado para tender el cable en el suelo.

TK: cable telefónico, con aislamiento de núcleos de papel de aire, en una cubierta de plomo, blindado con alambre redondo, utilizado para tender un cable en el suelo.

TstShp es un cable telefónico con aislamiento de núcleo de papel de aire, en una cubierta de acero con revestimiento de manguera, utilizado para el tendido de cables en CPC.

TStBpShp: cable telefónico, con aislamiento de núcleo de papel de aire, en una cubierta de acero con revestimiento de manguera, blindado con cintas de acero, utilizado para tender un cable en el suelo.

tipo TP.

Cable telefónico con aislamiento de polietileno vivido.

Conductores de cobre (d = 0,32; 0,4; 0,5; 0,64)

Varamiento de núcleos - vapor o estrella

Core twist - retorcido, más de 100 pares - agrupados

Aislamiento de la correa - polietileno

Pantalla hecha de dos tiras de papel de aluminio, alambre de pantalla

Revestimiento - polietileno, cloruro de polivinilo, acero corrugado

Capacidad de cable - de 10 a 1200 pares

Cámara de Comercio e Industria - teléfono, con núcleos de aislamiento de polietileno, en funda de polietileno.

TPPB - teléfono, con aislamiento de polietileno de los núcleos, en una funda de polietileno, blindado con cintas de acero, para colocar en el suelo.

TPPK: teléfono, con aislamiento de núcleos de polietileno, en una funda de polietileno, blindado con alambre redondo, para colocar en el agua.

TPV - teléfono, con núcleos de aislamiento de polietileno, en una cubierta de PVC.

TPVB y TPVC son similares.

TPStShp - teléfono, con aislamiento de núcleo de polietileno, en una cubierta de acero corrugado, con una cubierta de manguera.

TPStBShp - teléfono, con aislamiento de núcleo de polietileno, en una cubierta de acero corrugado, blindado con una cinta de acero, con una cubierta de manguera.

TPStKShp - teléfono, con aislamiento de núcleo de polietileno, en una cubierta de acero corrugado, blindado con alambre redondo, con una cubierta de manguera.

cables STS.

KSPP - cable de comunicación rural, con almas de aislamiento de polietileno, en funda de polietileno.

Conductores de cobre (d = 0,9; 1,2 mm)

Aislamiento de polietileno sólido

Twisting vivido - estelar

Capacidad del cable - 1 * 4; 2*4

Aislamiento de la correa - polietileno, en forma de tubo

Funda - polietileno

Pantalla, alambre de pantalla

KSPPB: el mismo diseño, + armadura con cintas de acero debajo del caparazón.

PRPPM - alambre, con núcleos de aislamiento de polietileno, en una funda de polietileno, núcleos de cobre.

Conductores de cobre (d = 0,8; 1; 1,2 mm)

Conductores de aluminio (d = 1,6 mm)

Capacidad de cable - 1 * 2

Cable de zona.

tipo de solicitud de cotización

Conductores de cobre (d = 1,2 mm)

Aislamiento de polietileno sólido

Aislamiento de la correa - polietileno

Funda - polietileno, PVC

Pantalla, alambre de pantalla

Marcas: ZKP, ZKPB, ZKPK.

tipo ZKPA

Conductores de cobre (d = 1,2 mm)

Aislamiento de polietileno sólido

El giro de los núcleos es estelar, en el centro de los cuatro hay un cordel de polietileno.

Aislamiento de la correa - polietileno

funda - aluminio

sin pantalla

Marcas: ZKPASHp, ZKPABShp, ZKPAKShp.

cables coaxiales

Cables de comunicación óptica

cable de fibra óptica

– un grupo de fibras ópticas (OF), diseñado en un solo diseño que cumple con un conjunto de requisitos ópticos y mecánicos, así como las condiciones ambientales

El diseño del OK debe proporcionar:

1.protección de OV de influencias externas (mecánicas, climáticas, etc.);

2) la defensa OF de las rupturas de tensión;

3) protección contra fallas por fatiga estática;

4) protección OF de microcurvaturas;

5) la estabilidad de las características del OF;

6) simplicidad y bajo costo de construcción e instalación (CEW), operaciones y trabajos de recuperación de emergencia (AR).

:

1) fibras ópticas - VO;

2) módulos ópticos (OM) - tubos de polímero para colocar OM en ellos;

3) elementos de refuerzo de fuerza (cables de acero, alambres, cubiertas de armaduras, varillas de vidrio, hilos sintéticos, etc.);

4) marcador de posición hidrofóbico para proteger contra la humedad en caso de daños parciales a OK (si entra humedad, se forma un corcho);

Los elementos principales del diseño OK.:

5) cintas de algodón

6) conchas de polimero (generalmente polietileno) para proteger contra la humedad;

7) cordeles - se utilizan en lugar de módulos, si no se requiere una gran cantidad de OB;

8) elementos metalicos

I. Lineal:

1. Suspendido (líneas eléctricas, sobre soportes VLS, LZhD)

2. Bajo el agua (cruces de ríos, en áreas de aguas profundas, áreas en alta mar)

3. Subterráneo (suelo, CPC)

II. Intra-objeto:

1. Distribución (dentro de edificios)

2. Estación (para instalación de equipos)

Principales elementos estructurales:

1. fibra óptica- el principal elemento estructural del cable óptico, que actúa como medio guía de transmisión.

2. Módulo óptico: un elemento que contiene una o más fibras ópticas. Actúa como elemento protector. (tubos de polímero para colocar materia orgánica en ellos)

Tipos de módulos:

Tubular

perfilado

Cinta

Núcleo óptico: está formado por uno o más módulos ópticos. Aumenta la resistencia mecánica y protege la fibra óptica de la flexión. se utilizan en lugar de módulos si no se requiere una gran cantidad de OB;

8) elementos metalicos - conductores de cobre para alimentación remota de equipos, alambres de aluminio en armadura de acero para reducir la resistencia de la armadura.

3. Elementos de potencia: proporcionan la resistencia mecánica requerida (varilla de fibra de vidrio, hilos de aramida (Kevlar)). (cables de acero, alambres, cubiertas de armadura, varillas de vidrio, hilos sintéticos, etc.);

El elemento de potencia puede ser:

Central: proporciona mayor flexibilidad y resistencia a la tracción.

En la periferia (lado): proporciona resistencia a las cargas de choque y tracción del cable.

4. Materiales hidrofóbicos: evitan la penetración de humedad, aumentan la vida útil del cable óptico. (crea un corcho si entra humedad)

5) cintas de algodón – para protección contra vibraciones (amortiguación);

6. Shell: protege el núcleo de las influencias mecánicas externas.

7. Armadura: aumenta las propiedades mecánicas y las funciones protectoras del cable óptico.

Tipos de fibras ópticas:

1. Multimodo

Escalonado: el índice de refracción cambia bruscamente desde el núcleo hasta la cubierta.

Gradiente: el índice de refracción cambia suavemente desde el núcleo hasta la cubierta.

2. Modo único

Ejemplos de fibra monomodo:

G-652 es una fibra monomodo de tipo estándar.

G-655 es una fibra monomodo de dispersión cero desplazada a 1,5 µm.

G-653 es una fibra óptica desplazada de dispersión distinta de cero.

La vida útil de la fibra óptica es de 25 años.

Diámetro del núcleo de la fibra óptica monomodo = 8 – 10 µm.

multimodo = 50 - 100 µm.

Diámetro de la carcasa = 125 – 180 µm.

Material para la fabricación:

1. Cuarzo - cuarzo

2. Cuarzo - polímero

3. Polímero - polímero

OKB-M8P-10-022-32

1. Bien - cable óptico

2. B - blindado

3. M8 - número de módulos ópticos (8)

4. P - tipo de elemento de fuerza central (P - varilla de fibra de vidrio, T - cable de acero)

5. 10 - tipo de fibra (10 - fibra estándar G-652, 8 - multimodo)

6. 022 - atenuación de trabajo de la fibra (0,22)

7. 32 - calidad de los módulos ópticos

1. D - núcleo dieléctrico

2. A - cinta de aluminio y polietileno

3. Y - reforzado con armadura de alambre redondo

4. 012E - 12 fibras estándar (E - estándar)

5. 004N - 4 fibras ópticas con dispersión distinta de cero (N)

Sev-DAS-036E-06-06-M4

1. Sev - fabricante

2. D - tipo de elemento de potencia central (D - dieléctrico)

3. A - tipo de carcasa interior (A - aluminio)

4. C - tipo de cubierta exterior (C - alambre de acero)

5. 036 - el número de fibras ópticas

6. E - tipo de fibra (E - estándar)

7. 06 - el número máximo de fibras ópticas en el módulo

8. 06 - número de módulos

9. M4 - la cantidad de cables de cobre

Provisiones generales: funcionamiento ininterrumpido y fiable de los canales de comunicación y transmisión

La información depende de la estanqueidad de la cubierta del cable en toda su longitud.

Para controlar la estanqueidad de los acoplamientos, las líneas de cable se instalan bajo sobrepresión constante.

En caso de daños en la funda, el exceso de presión de aire impide que entre agua en el cable

La atmósfera técnica es la presión de una fuerza de 1 kg sobre un área de 1 cm2

C:

1 atm = 1 kk/cm2

Pascal es la presión de una fuerza de 1 Newton sobre un área de 1 m2

1 atm = 98066,5 N/m2

FOCL. Parámetros

Ventajas de FOCL:

Amplio ancho de banda, F=10 GHz

II baja atenuación de la señal luminosa en la fibra

III rentable (materiales relativamente baratos + sin necesidad de regeneradores => hasta 100 km de alcance)

IV bajo peso y volumen

V alta seguridad contra el acceso no autorizado

VI seguridad contra explosiones e incendios

VII larga vida útil (25 años)

Desventajas de FOCL:

Alto costo del equipo de interfaz

II soldadura muy cara

Figura 2.1

La fibra consta de un núcleo (núcleo) y una funda. El revestimiento rodea el núcleo ópticamente más denso, que es la parte de la fibra que transporta la luz.

Índice de refracción del núcleo n 1 y conchas nº 2, y siempre n1 > n2 .

Considere la trayectoria de los rayos de luz en una fibra(Figura 2.2):

pretendamos que θ 1 es el ángulo de incidencia del haz de luz, y θ2 es el ángulo de refracción de este haz.

Porque n 1>nº 2, entonces existe ángulo crítico de incidencia q 1 = θc, en el que el ángulo de refracción Q 2 será de 90 grados Sin90=1), en este caso, la luz no se apagará en el caparazón .

Figura 2.2 - El camino de los rayos de luz en la fibra

Entonces según la ley de Snell: (2.1)

θс \u003d arcsen (n 2 / n 1)(2.2)

Si el ángulo de incidencia en la interfaz es menor que el ángulo de incidencia crítico (Haz 2), entonces con cada reflexión interna, parte de la energía se dispersa hacia el exterior, lo que conduce a la atenuación de la luz.

Hay que tener en cuenta que la luz se inyecta en el extremo de la fibra, en este caso el haz refractado por su extremo caerá sobre la superficie lateral de la fibra. Y debe caer de tal manera que se refleje completamente desde la superficie lateral. Surge la pregunta, ¿en qué ángulo se debe introducir el haz en la fibra?

El modo de reflexión interna total predetermina la condición para suministrar luz al extremo de entrada de la fibra óptica, ya que la fibra óptica transmite solo la luz contenida dentro del ángulo sólido. θA. Este ángulo sólido se caracteriza por la apertura.

Abertura es el ángulo entre el eje óptico y una de las generatrices del cono de luz que cae en el extremo de la fibra, en el que se cumple la condición de reflexión interna total.

El ángulo de entrada del flujo de luz en la fibra óptica debe ser menor que la apertura.

Así, la apertura de una guía de luz es el máximo ángulo posible de entrada de rayos al final de la guía de luz. Usualmente se usa el término apertura numérica :

NA = n 0 Sin θ A .(2.3)

Para aire norte 0 = 1. Para una fibra con perfil escalonado, el valor de la apertura numérica se expresa en términos de los índices de refracción:

NA = Sin θ A = (2.4)

Para cuarzo n 1 ≈ 1,47, n 2 ≈ 1,46, NA = 0,17, θ A ≈ 10 0 .

Uno de los parámetros más importantes que caracterizan la fibra es: diferencia relativa del índice de refracción Δ

Δ = (2.5)

Pueden existir tres tipos de ondas en una fibra óptica: guiadas, emitidas y con fugas. Los rayos cuyas trayectorias se encuentran completamente en un medio ópticamente más denso se denominan dirigido. La energía de los rayos dirigidos no se dispersa hacia el exterior y dichos rayos pueden propagarse a largas distancias. emitido las ondas surgen debido a los rayos introducidos fuera de la abertura, y ya al comienzo de la línea se irradian al espacio circundante. surgiendo las ondas (rayos de revestimiento) se propagan parcialmente a lo largo de la fibra y algunas se irradian al espacio circundante.

En las fibras modernas, el índice de revestimiento n 2 suele ser inferior a n 1 (el índice de refracción del núcleo) en un 0,36 %, es decir:

El modo de funcionamiento del OB depende de frecuencia normalizada, cuyo valor se calcula mediante la fórmula:

donde a c es el radio del núcleo de la fibra.

Si < 2.405 - entonces solo un modo se propagará en la fibra ( modo singular). Con un aumento en el valor de la frecuencia normalizada, aumenta el número de modos de propagación en el OF, es decir, en > 2,405 - modo multimodo.

En caso: 2.405< < 3,832 – то в ОВ распространяется 4 моды.

Longitud mínima la onda en la que solo se propaga un modo en la fibra se llama fibra longitud de onda de corte , cuyo valor se determina a partir de la expresión como:

(2.6)

Si la longitud de onda operativa es menor que la longitud de onda de corte, entonces tiene lugar un modo multimodo de propagación de la luz.

Tipos de fibras ópticas

Algunas propiedades de una fibra óptica como guía de luz dependen directamente del diámetro del núcleo. Según este parámetro, la fibra se divide en dos categorías:

multimodo (MMF) Y modo único (SMF).

Las fibras multimodo se dividen en fibras escalonadas y de gradiente.

Las fibras monomodo se clasifican en fibras monomodo escalonadas o fibras estándar (SF), fibras de dispersión desplazada (DSF) y fibras de dispersión desplazada distinta de cero (NZDSF).

fibra multimodo.

Esta categoría de fibra tiene un diámetro de núcleo relativamente grande en comparación con la longitud de onda de la luz emitida por el transmisor. El rango de sus valores es de 50 a 1000 micras en las longitudes de onda utilizadas de aproximadamente 1 micra. Sin embargo, las fibras más utilizadas tienen diámetros de 50 y 62,5 micras. Los transmisores para una fibra óptica de este tipo emiten un pulso de luz en un cierto ángulo sólido, es decir, los rayos (modos) ingresan al núcleo en diferentes ángulos. Como resultado, los rayos pasan de la fuente al receptor con trayectorias desiguales y, por lo tanto, llegan a él en tiempos diferentes. Esto da como resultado un ancho de pulso en la salida que es mayor que en la entrada. Tal fenómeno se llama dispersión intermodal. En la fibra óptica escalonada, que es más sencilla de fabricar, el índice de refracción cambia paso a paso en la interfaz núcleo-revestimiento. La trayectoria de los rayos en dicha fibra se muestra en la Figura 2.3.

Figura 2.3 - El camino de los rayos de luz en la fibra

En un gradiente OF, el índice de refracción disminuye gradualmente desde el centro hasta el límite. Los rayos de luz cuyas trayectorias pasan por las regiones periféricas con un índice de refracción más bajo se propagan más rápido que los que pasan cerca del centro, lo que finalmente compensa la diferencia en las longitudes de las trayectorias. En dicha fibra, el efecto de la dispersión intermodo es mucho menor que en la fibra escalonada (Figura 2.3).

La ampliación de la señal impone un límite al número de pulsos transmitidos por segundo que aún pueden reconocerse inequívocamente en el extremo receptor del enlace. Esto, a su vez, limita el ancho de banda de la fibra multimodo.

Figura 2.4 - Construcciones de varias fibras

Obviamente, la cantidad de dispersión en el extremo receptor también depende de la longitud del cable. Por lo tanto, el rendimiento de las autopistas ópticas se determina por unidad de longitud. Para la fibra óptica escalonada, normalmente es de 20 a 30 MHz por kilómetro (MHz/km), mientras que para las fibras ópticas graduadas está en el rango de 100 a 1000 MHz/km.

La fibra multimodo puede tener un núcleo de vidrio y una cubierta de plástico. Dicha fibra tiene un perfil de índice de refracción escalonado y un ancho de banda de 20-30 MHz/km.
fibra monomodo

La principal diferencia de una fibra de este tipo, que determina en gran medida sus propiedades como guía de luz, es el diámetro del núcleo. Es solo de 7 a 10 micrones, que ya es comparable a la longitud de onda de una señal de luz. Un valor de diámetro pequeño le permite formar solo un haz (modo), que se refleja en el nombre (Figura 2.4).

Ventajas de las fibras ópticas multimodo frente a las fibras ópticas monomodo:

1) Debido a diametro largo Los requisitos para las fuentes de radiación se reducen en el núcleo de una fibra óptica multimodo, ya que se pueden usar láseres semiconductores más baratos y al mismo tiempo más potentes, e incluso diodos emisores de luz, para la radiación de entrada. Se utilizan circuitos muy simples para alimentar los LED, lo que simplifica el dispositivo y reduce el costo de FOTS.

2) En el módulo óptico receptor, se pueden utilizar fotodiodos con un gran diámetro del área fotosensible. Dichos fotodiodos son de bajo costo.

3) Cuando se empalman fibras ópticas multimodo, la precisión requerida para hacer coincidir los extremos es un orden de magnitud menor que en el caso de empalmar fibras ópticas monomodo.

4) Los conectores ópticos para fibras ópticas multimodo por las mismas razones tienen un orden de magnitud de requisitos menos estrictos que los conectores ópticos para fibras ópticas monomodo.

Desventajas de las fibras ópticas multimodo:

1) Cientos de modos se propagan en OFs multimodo, los modos centrales y los modos de órdenes bajos tienen la mínima atenuación, y al aumentar el orden, la atenuación de los modos aumenta, como resultado, la atenuación de los OFs multimodo es mayor que la de los monomodo (de 0,6 a 5 dB por km).

2) En el proceso de propagación, los pulsos de luz se desdibujan e incluso comienzan a superponerse entre sí. Este ensanchamiento del pulso se llama dispersión.

La dispersión de una fibra óptica multimodo es mucho mayor que la de una monomodo. Cuanto menor sea el valor de dispersión, más flujo de información se puede transmitir a través del OF.

Producción: El aumento de la atenuación y el bajo ancho de banda son la razón por la cual las fibras ópticas multimodo se utilizan principalmente para construir FOTS locales, locales e intra-objeto de velocidad relativamente baja.

Ventajas de las fibras ópticas monomodo:

1) Baja atenuación (0,22 a 0,35 dB/km)

2) Pequeña dispersión, lo que significa un ancho de banda amplio.

Producción: Las fibras ópticas monomodo se utilizan en la gran mayoría de los FOTS modernos, que suelen funcionar sobre la base de equipos SDH, lo que hace posible crear redes troncales y digitales locales de alta velocidad y alta fiabilidad.

La fibra óptica se caracteriza dos parámetros importantes: la atenuación y la dispersión. Cuanto menor sea la atenuación (pérdida) y menor la dispersión de la señal propagada en la fibra, mayor será la distancia entre los repetidores (la longitud de la sección de regeneración). Además, la dispersión conduce a una limitación del ancho de banda de transmisión de la fibra.

Figura 2.5 - Clasificación de pérdidas en fibra óptica

macrocurvas debido a la torsión de la fibra a lo largo de todo el cable óptico. En la curva, se viola la condición de reflexión interna total. Tal haz se refracta y se dispersa en el espacio circundante (cáscara).

Pérdidas de microcurvas surgen como resultado de desviaciones aleatorias de la fibra de su estado rectilíneo. El rango de tales desviaciones es inferior a 1 micra y la longitud es inferior a un milímetro. Tales desviaciones aleatorias pueden ocurrir durante la aplicación de un revestimiento protector y la fabricación de cables de fibra de vidrio, como resultado de la expansión y contracción térmica de la propia fibra y los revestimientos protectores.

Pérdidas propiasuna c consta de tres componentes:

(2.7)

una p - debilitamiento debido a la absorción;

y pr - debilitamiento debido a la presencia de impurezas permanentes en el material OM;

una r- atenuación debida a pérdidas por dispersión.

Figura 2.6 - Espectro de luz

Para comprender la naturaleza de las pérdidas por absorción, debemos recordar cómo se representa el espectro de luz (Figura 2.6). El espectro de la luz está representado por los rayos infrarrojos, la luz visible y los rayos ultravioleta. La parte infrarroja del espectro de la señal óptica se divide en 3 subrangos: cercano, medio y lejano. El promedio incluye la radiación térmica, que es creada por cualquier objeto calentado (sol, aparatos de calefacción, criaturas de sangre caliente.) En electrónica y comunicaciones, el rango de infrarrojo cercano se usa con mayor frecuencia (ver figura 2.6)

Como saben, el vidrio absorbe muy fuertemente los rayos ultravioleta. Las pérdidas de luz en el rango visible son menores que en el ultravioleta, pero lo suficientemente grandes como para que no se puedan usar para la transmisión a través de un cable óptico. La llamada absorción ultravioleta se extiende hasta una longitud de onda de 1,3 μm, donde tiene un valor mínimo.

En longitudes de onda inferiores a 1,3 µm, absorción ultravioleta , y en longitudes de onda superiores a 1,3 μm - absorción infrarroja , que aumenta al aumentar la longitud de onda. A una longitud de onda superior a 1,6 µm, el cristal de cuarzo ordinario se vuelve opaco

De este modo, mínimo atenuación en OF tiene una señal óptica en el rango 0,8 - 1,7 micras(en el rango infrarrojo cercano).

Dado que la luz es una onda electromagnética, el mecanismo de absorción está asociado con el comportamiento del dieléctrico en campo eléctrico(polarización dieléctrica).

Esto significa que bajo la acción de la luz, las cargas unidas de las moléculas de vidrio giran en relación con los centros de enlace, lo que consume la energía de la onda de luz. esto se debe a las pérdidas por absorción.

Se utilizan varios dopantes para cambiar el índice de refracción de la fibra. Algunos de ellos, como el boro (B 2 O 3), tienen una mayor absorción natural, y otros, como el germanio (GeO 2), la tienen menor. En la actualidad, en la producción de fibras de vidrio se utilizan aditivos de aleación con bajas pérdidas por absorción.

La pérdida de energía también aumenta significativamente debido a la presencia de constantes en el material OF. impurezasy pr, como iones metálicos Fe, Ni, Cr, V, Cu y otras inclusiones.

Una impureza más significativa en términos de absorción es el agua, presente en forma de iones OH-. El contenido de iones OH - en el vidrio está influenciado por el proceso de su fabricación. Las impurezas causan pérdidas máximas en longitudes de onda 0,95 y 1,39 micras (Figura 2.8).

En las primeras etapas del desarrollo de las fibras ópticas, la mayoría de las impurezas eran iones metálicos. Pero en la actualidad, estas impurezas son sustancialmente pequeñas en las fibras modernas de alta calidad, y la única impureza significativa que queda es el grupo OH hidroxilo.

Dispersión de luz en la fibra óptica se debe principalmente a la presencia de las faltas de homogeneidad aleatorias más pequeñas (alrededor de una décima parte de la longitud de onda) en el material del núcleo. Estas faltas de homogeneidad dispersan la luz en todas las direcciones (Figura 2.7). Parte de la luz dispersada sale del núcleo de la fibra y parte puede reflejarse de regreso a la fuente. Según la ley de Rayleigh, a medida que aumenta la longitud de onda, disminuyen las pérdidas por dispersión:

Esta dispersión está presente en cualquier fibra óptica y se denomina la dispersión de Rayleigh. Es inversamente la cuarta potencia de la longitud de onda.

Los aditivos dopantes, que son necesarios para cambiar el índice de refracción del núcleo de la fibra, aumentan el grado de falta de homogeneidad del vidrio.

Figura 2.7 - La naturaleza de la dispersión de Rayleigh

De mayor interés es la dependencia de la atenuación de la OF en la longitud de onda (Figura 2.8).

Figura 2.8 - Dependencia de la atenuación de la fibra óptica de la longitud de onda de la luz

A longitudes de onda de 0,95 y 1,39 μm, se producen ráfagas de atenuación, que son provocadas por fenómenos de resonancia en los grupos hidroxilo OH ("picos de agua").

Entre los picos de atenuación hay tres regiones con mínima pérdida óptica, que se denominan ventanas de transparencia. A medida que aumenta el número de ventana, la atenuación disminuye.

Entonces primera ventana se observa transparencia a una longitud de onda de 0,85 μm. Segunda ventana la transparencia corresponde a una longitud de onda de 1,3 micras. Tercera ventana la transparencia se observa a una longitud de onda de 1,55 μm, en la que la atenuación de la señal en el OF es mínima y asciende a 0,22 dB/km. Por lo tanto, es conveniente que los sistemas de transmisión óptica a través de fibras ópticas operen con precisión en las longitudes de onda indicadas, que se denominan trabajadores. En la actualidad, las dos últimas ventanas de transparencia, que proporcionan la atenuación más baja y la máxima capacidad de transmisión de las fibras ópticas, son las de mayor interés. La introducción de tecnologías de multiplexación por división de frecuencia "densa" (DWDM), junto con el uso de amplificadores ópticos de erbio, ha llevado al desarrollo de un nuevo tipo de fibras ópticas. Cuando se utiliza la tecnología DWDM, una gran cantidad (hasta 300) de señales ópticas en longitudes de onda cercanas se introducen simultáneamente en una fibra óptica, cada una de las cuales transporta su propio flujo de información independientemente de las demás.

Además de las pérdidas enumeradas anteriormente, es necesario tener en cuenta las pérdidas derivadas cuando la radiación se introduce en el OF, Éstos incluyen:

un ap- pérdidas de apertura debidas al desajuste entre las aperturas del emisor y OF;

un fr- Pérdidas por reflexión Fresnel en los extremos de la fibra, etc.

Como emisores en FOTS, se utilizan diodos emisores de luz (LED) y láseres semiconductores PPL. Los LED emiten luz en un ángulo sólido de 30-60° y PPL, en un ángulo sólido de 3 a 30°. Si la apertura del emisor es mayor que la apertura del OF, parte de la señal óptica se pierde incluso cuando se ingresa al OF. Eso es lo que es pérdida de apertura. Para reducir las pérdidas de apertura, se utilizan lentes de enfoque para introducir radiación en la fibra óptica.

Para reducir las pérdidas de Fresnel, los extremos de la fibra óptica se cubren con películas especiales antirreflectantes con un espesor de múltiplo de λ/4.

Figura 2.11 - Tipos de dispersión

La varianza resultante se determina a partir de la fórmula:

1) intermodal la dispersión surge debido a las diferentes rutas de propagación de los diferentes modos a lo largo del OF (Figura 2.3). Esta dispersión se produce únicamente en una fibra multimodo, su valor puede alcanzar τ = 20 - 50 ns/km (más que cualquier otro tipo de dispersión miles de veces).

2) Cromático(frecuencia) la dispersión surge debido al hecho de que la fuente de radiación emite varios modos con diferentes longitudes de onda en lugar de un modo. Esta dispersión consta de componentes de material y guía de ondas y tiene lugar tanto en fibra óptica monomodo como en fibra óptica multimodo. Se manifiesta más claramente en la fibra monomodo debido a la falta de dispersión entre modos.

Dispersión de materiales debido a la dependencia del índice de refracción de la fibra óptica de la longitud de onda λ.

Dispersión de guía de ondas se debe a la dependencia del coeficiente de propagación del modo de la longitud de onda λ. La dispersión de la guía de ondas ocurre debido al confinamiento de la luz por una estructura guía (fibra). Mientras que casi toda la energía en una fibra óptica multimodo se concentra en un núcleo relativamente grande, en las fibras ópticas monomodo la luz se propaga tanto en el núcleo como en el revestimiento. Se puede considerar que un solo modo guiado se propaga a una velocidad determinada por un índice de refracción efectivo mayor que el del revestimiento pero menor que el del núcleo. A medida que aumenta la longitud de onda, se propaga más y más energía en una capa con un índice de refracción bajo. El resultado es una extensión de pulso que depende de la estructura de la fibra, es decir, la dispersión de la guía de ondas.

3) Dispersión del modo de polarización (PMD) - es la dispersión provocada por la diferencia de velocidades de propagación de los dos modos fundamentales polarizados ortogonalmente que existen en una fibra monomodo. La presencia de PMD conduce al hecho de que el pulso de luz de salida resultante se ensancha en comparación con el de entrada. Un haz de luz procedente de una fuente de radiación entra por la entrada de la fibra óptica. Esto da lugar al fenómeno birrefringencia . Esto significa que dentro del OF se forman dos ondas (modos), que se polarizan en dos planos ortogonales (perpendiculares entre sí) y se propagan en forma de dos modos de una misma onda. Debido a la asimetría física del índice de refracción OF, estos modos de la misma onda se mueven a diferentes velocidades.

PMD también puede ocurrir en uniones o curvas de fibra. PMD afecta el funcionamiento de FOCL de la misma manera que la dispersión cromática, pero el mecanismo de ampliación de pulso en estos casos es diferente.

Figura 2.12 - Dispersión por modo de polarización

La infraestructura de las redes de telecomunicaciones implica el uso de muchos medios técnicos. El principal es el elemento de cable, que proporciona transferencia de información. Tanto la radiofrecuencia como el cable pueden actuar como canal. La segunda opción es la más práctica, por lo que se usa con más frecuencia. Sin embargo, incluso en este grupo hay muchas subespecies y varias modificaciones de los medios de guía. La comunicación es cada vez más popular, pero el cableado tradicional no pierde su posición en el mercado. Familiar, en particular, es valorado por su asequibilidad y relativa estabilidad en la transmisión de datos.

Aplicación de cables

Los cables de este tipo se utilizan para transmitir información diversa. En particular, las líneas están organizadas para transmitir una señal de televisión, proporcionar comunicaciones telefónicas e intercambiar datos digitales. En consecuencia, puede ser propósito diferente en términos de escala y ubicación. Hay líneas interurbanas, interregionales y zonales. Con el desarrollo de los sistemas de comunicación, también apareció una clasificación separada de redes en urbanas y rurales. Las líneas se colocan no solo al aire libre, formando canales de aire y tierra, sino también dentro de edificios para la conexión directa con el equipo. familiar para muchos cable telefonico, por ejemplo, puede ser bajo el agua y montado en la pared. Pertenecer a una clase particular determina el método de instalación.

Dispositivo de cable de comunicación

Se pueden utilizar varios componentes en la construcción del cable. La base, por regla general, es un "núcleo" conductor, a través del cual se transmite la señal. El dispositivo más simple son los cables balanceados, que utilizan dos hilos idénticos que forman el mismo par trenzado. También se debe tener en cuenta que están representados por diferentes recubrimientos, pero el más común es el trenzado y el aislamiento externo, que protege los cables. Las líneas de comunicación pueden proporcionar diferentes grados de protección para el cableado, según las condiciones de funcionamiento y el método de tendido en sí. no debe considerarse sin mencionar los complementos y complementos que permiten una instalación eficiente. Este grupo de elementos incluye varios conectores, enchufes, paneles transversales y armarios de montaje.

Tipos de conchas

Como ya se señaló, el caparazón cumple una función protectora, por lo tanto, en las condiciones de uso en la calle, aumenta la importancia de este material. Este recubrimiento protege no solo al conductor, sino también a las capas de aislamiento, ya que el contacto de la humedad con el recubrimiento puede perturbar e incluso estropear este tramo de la línea. Entonces, la cubierta consiste en capas de refuerzo y sellado. Se puede utilizar metal, plástico, caucho e incluso papel como material para ellos. El metal juega un papel especial en el dispositivo, ya que puede realizar la función de blindaje. Los tipos tradicionales de cables de comunicación, incluidos los simétricos y coaxiales, se pueden proporcionar con una pantalla basada en una lámina, malla o lámina metálica. También hay todo un grupo de conchas hechas de cloruro de polivinilo. Este es un material bastante práctico y funcional, que en este caso puede actuar como un elemento de protección física, un semiconductor y una capa de aislamiento.

Cable coaxial

La base del cable está formada por dos cilindros de diferentes diámetros, en los que se alinea el eje. Al mismo tiempo, uno de estos elementos se coloca dentro del otro, lo que forma la configuración de un sólido conductor interior. Dichos dispositivos se utilizan para transmitir en una amplia gama de frecuencias. Este cable de comunicación tiene la mayor estabilidad en términos de calidad eléctrica en frecuencias de hasta 4 GHz. Por esta razón, los cables coaxiales se utilizan en sistemas de radio y microondas, en redes de área local de computadoras, así como en infraestructura para proporcionar televisión por cable. Además, los proveedores de telefonía utilizan este cable en el tendido de redes troncales, lo que en sí mismo indica una alta confiabilidad del producto. En cuanto al equipamiento de la funda protectora, para este conductor se utiliza toda la gama de soluciones prácticas, desde el envoltorio de papel hasta la cinta de acero blindado. En algunos casos, el cable se coloca sin protección, en su forma desnuda.

cable simétrico

En este caso, los núcleos están trenzados en grupos aislados, es decir, pares trenzados. Esta disposición crea condiciones iguales para ambos hilos del circuito, lo que minimiza el impacto de los cables entre sí. También evita el movimiento mutuo de los núcleos en áreas con curvas y mantiene una forma redonda. Además del clásico par twist, también existe una configuración cuádruple, así como diseños dobles e híbridos. Para facilitar la correcta instalación de un cable balanceado, los fabricantes marcan cada grupo con un color. Los tonos base comúnmente utilizados en pares son el rojo y el azul. Independientemente de la calidad de la cubierta, el cable de comunicación también está provisto de un devanado interno de cables. Para esto, se utilizan hilos sintéticos o de algodón de colores.

cables de fibra óptica

Forma una fibra de vidrio de dos capas hecha de vidrio multicomponente o de cuarzo. Por cierto, el diámetro de dicha fibra es de 100-150 micrones. Los hilos de refuerzo y de plástico se utilizan como aislamiento. Cubierta protectora se selecciona en función de las condiciones de funcionamiento, pero el espectro es el mismo que en el caso de los cables de comunicación tradicionales. También es importante tener en cuenta la división de dichos cables en multimodo y monomodo. La principal diferencia entre ellos determina el tamaño del núcleo, que puede estar representado por una o más fibras delgadas. Por ejemplo, un cable monomodo tiene un grosor del orden de 8-10 micras, lo que ayuda a eliminar la dispersión entre modos. A su vez, el núcleo de las fibras multimodo es de hasta 60 micras. A pesar de la alta tasa de transferencia de información y la confiabilidad, estos canales pierden frente a los monomodo debido a las distorsiones de dispersión.

Cables para aplicaciones especiales

Esta categoría incluye cables que tienen una cubierta blindada que protege el núcleo de influencias externas. La cubierta exterior puede estar representada por elementos de alambre de acero macizo. Por lo general, se requiere un nivel tan alto de protección externa para las redes que deben instalarse bajo el agua. Desde este punto de vista, los cables deben dividirse en marítimos y fluviales. En el primer caso, el diseño se calcula sobre la capacidad de protección contra impactos de olas, movimiento a lo largo de un fondo rocoso, resistencia al hielo, etc. Dicha protección se implementa mediante una armadura de alambre de dos capas, cuyo diámetro de alambre es 4-6 milímetro

El cable de comunicación fluvial no se diferencia estructuralmente de los medios de comunicación direccionales subterráneos de este tipo. Sin embargo, en este caso, se proporciona un mayor espesor de la cubierta de acero o plomo. Los requisitos para el cableado costero no son tan altos. Dichas redes están provistas de una capa de armadura hecha de alambre de acero redondo con un diámetro de 6 mm.

Tendido de cables de comunicación

Las líneas de comunicación generalmente se colocan bajo tierra en alcantarillas especiales. Los ingenieros se esfuerzan por realizar la instalación de tal manera que se forme un número mínimo de curvas. En casos extremos, se crean pozos, puntos en los que se lleva a cabo un montón de segmentos de cable individuales para garantizar los giros. Hay algunas características en el tendido de líneas de fibra óptica. La principal dificultad para trabajar con dicho cableado es la necesidad de lograr una tensión óptima. Después de completar el movimiento de tierras, la línea se dibuja hasta el edificio, donde se realizan la fijación y la conexión. Por ejemplo, un cable de teléfono, por su tamaño, se puede tender con fijación con grapas especiales o espárragos. Pero, desde el punto de vista de la percepción externa, la mejor solución sería trazar una línea a través del canal debajo del zócalo o en el nicho del techo.

Conclusión

Hoy, cualquier propietario de una casa privada puede organizar una conexión moderna de un cable de comunicación a su casa sin ningún problema técnico especial. Como muestra la práctica, el cálculo inicial correcto de este evento aumenta significativamente las posibilidades de formar una red duradera. Al mismo tiempo, el precio de un cable de comunicación para necesidades domésticas varía en un rango promedio de 100 a 200 rublos. por 1 metro, lo que le permite no ahorrar en la calidad de los materiales. Las soluciones más costosas en la actualidad están representadas por la fibra óptica como el traductor de señales más eficiente y productivo. Su costo es más alto que las soluciones tradicionales, pero para una instalación única, esta elección se justifica. Si planea implementar un proyecto a gran escala, puede valer la pena limitarse a usar cables coaxiales o balanceados.