Главная  Развитие оптической связи 

[0] [1] [2] [3] [ 4 ] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86]

300 к w\

17070 .rt- ?D*7D5 W" 10" 1040110" 10 f., Гц

300 m

I 30cm

0,3 mm I 0,3 mkm Л. --i-1-

riillll

iiiiiilllllllllll

Hill HI

iiiiiii

Воздушная линия

Симметричный каоемь

Коаксиальный капель

I I

СвеохпроВодящий кабель

Волновод I I I

Оптический ка5ель

Рис. 1.8. Частотно-волновые диапазоны различных направляющих систем

И ОК, а также коаксиальные кабели. Весьма ограниченный диапазон имеет симметричные цепи. Воздушные линии и симметричные кабели используются в диапазоне не выше 10- 10 Гц. Коаксиальные цепи магистральной связи и телевидения работают в диапазоне до 10® Гц, а по антенно-фидерным коаксиальным кабелям передаются метровые, дециметровые и реже сантиметровые волны (до 10 Гц). Волноводы занимают главным образом миллиметровый диапазон частот 10*- 10 Гц. По сверхпроводящим кабелям предполагается передача информации в диапазоне до 10 Гц. Оптические кабели работают в диапазоне волн длиной несколько микрометров (частоты 101*-1015 Гц).

На рис. 1.9 показаны частотные зависимости затухания различных направляющих систем передачи. Из рисунка видно, что симметричные цепи (кабельные и воздушные) резко увеличивают свое затухание с ростом частоты. Им свойственны все три вида потерь: в металле, в диэлектрике и на излучение. В коаксиальных кабелях затухание возрастает более плавно. Они как закрытые системы не имеют потерь на излучение. Затухание волноводов на магнитной волне Яо1 в отличие от других направляющих систем с частотой уменьшается. Как видно из рисунка, они не пропускают частоты до 10 Гц, а в области более высоких частот (Ю*-Ю* Гц) обладают весьма малым затуханием.

Оптические кабели имеют потери на поглощение в диэлектрике и на рассеяние света. Они пропускают сигналы со




Рис. 1.9. Частотные зависимости затухания симметричного кабеля СК, коаксиального КК, сверхпроводящего СПК, волновода В, оптического кабеля ОК

сравнительно небольшим затуханием в диапазоне 10*- 10 Гц.

Вне конкуренции по затуханию находится сверхпроводящий кабель. Его затухание ничтожно мало. Однако, как видно из рис. 1.9, сверхпроводящий кабель имеет очень малое затухание лишь до частоты 10 Гц, а затем зат5ание резко возрастает.

Сопоставляя приведенные направляющие системы по наличию внешнего электромагнитного поля и защищенности от взаимных и внешних помех, можно признать, что в наивыгоднейших условиях находятся коаксиальная цепь и волновод. Эти конструкции являются полностью экранированными закрытыми системами, не имеют излучения и свободны от взаимных и внешних помех. Также весьма высокой помехозахцшцен-ностью обладает ОК. Сверхпроводящий кабель выгодно отличается высокими экранирующими свойствами и малыми затуханием и собственными тепловыми шумами.

Сравнительная технико-экономическая эффективность различных направляющих сред может быть охарактеризована стоимостью одного канало-километра Qi в зависимости от числа каналов N (рис. 1.10).

Сравнивая приведенные направляющие системы, можно признать, что наилучшими являются коаксиальный и оптический кабели.

Достоинством коаксиального кабеля является широкополос-ность и высокая помехозащищенность. Оптические кабели можно рассматривать как перспективное средство передачи широкополосной информации в узконаправленном луче оптического диапазона. Их достоинствами являются большая длина регенера-ционного участка, а также малые масса и габаритные размеры. Кроме того, их можно изготовлять большими строительными длинами и, как правило, без применения металлов. 2 Заказ 2460- 17




10000 10D000 N

Рис. 1.10. Эффективность различных направляющих систем:

вл-воздушная линия; ск- симметричный кабель; о к-оптический кабель; кк-коаксиальный кабель; в-волновод

Хорошим средством передачи широкополосной информации является также цилиндрический волновод при использовании магнитной волны Нх. Но он не получил широкого применения в силу громоздкости, сложности конструкции и малых строительных длин.

Симметричные цепи (воздушные линии и симметричные кабели) широко используются для устройства дальних и местных связей в ограниченном диапазоне частот (как правило, до 1 МГц). Этим цепям свойственны все недостатки открытых систем большие потери энергии и плохая защищенность от взаимных и внешних помех.

Сверхпроводящие кабельные линии являются перспективным средством передачи энергии. Последние достижения в области высокотемпературной сверхпроводимости выдвинули сверхпроводящие кабели на передовые рубежи в электротехнике и связи. Уже сегодня на основе высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП) и дешевого хладагента азота (Г=77 К) вместо дорогого гелия (Т = 4 К) достигаются высокие сверпроводящие свойства и малое затухание кабеля. Одновременно ведутся дальнейшие работы по расширению диапазона температур сверхпроводимости (Тя290 К). Однако пока затраты на сооружение сверхпроводящей магистрали превышают затраты на обычную кабельную магистраль.

Из рис. 1.10 видна вполне обоснованная закономерность снижения стоимости одного канало-километра линии связи с увеличением числа каналов. Стоимость канала обратно

пропорциональна корню из числа каналов, т. е. \I->Jn. Имеется

прямая связь между экономичностью системы и ее широкопол осностью. Как видно из рисунка, самой дешевой является связь по ОК, затем идет коаксиальный кабель, и наконец, самой дорогой является связь по воздушным линиям.

Области эффективного применения различных направляющих систем по зарубежным данным показаны на рис. 1.11.

Ниже приведена сравнительная технико-экономическая эффективность (в процентах) наиболее широко применяемых



[0] [1] [2] [3] [ 4 ] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86]

0.0008