1. Талшықты-оптикалық байланыс желілері

Адамдар баяғы заманнан бері сигнал көзі ретінде жарықты қолданды. Мысалы, маяктар, алаулар және т.с.с. Біз оптикалық байланыс жүйесі немесе оптикалық байланыс желілері деп атайтын жүйені баяғы кезде ақ тұрғызылып қойды. Оған сигнал беретін құрылғы (сигнал көзі), модулятор, оптикалық кабельдік желі және қабылдағыш кіреді.

Механикалық сигналдың оптикалық сигналға түрленуін модульдерін анықтадық. Мысалы, жарық көзінің ашылуы және жабылуы. Қабылдағышта демодуляция деп аталатын кері процесс жүруі мүмкін. Қабылдағыштағы сигналды қайтадан өңдеген кезде оптикалық сигналдың басқа сигналға түрленуін демодуляция деп атаймыз.

Бұндай өңдеу жарықтық кейіптің түрленуін мысалы, электр импульсінің адамның жүйке жүйесіне, көздің нұрлы қабығына тізбекті айналдыруды көрсетеді. Мидың басты бөлігіндегі қайта өңдеу процесі тізбектің соңғы буынында басталады. Модуляция жылдамдығы – хабар алмасу кезінде қолданылатын басқа маңызды параметрдің бірі болып табылады. Бұндай ара қатынаста көзде шектеулер болмайды. Ол қоршаған ортада болып жатырған қиын картиналарға анализ жасауға және оларды қабылдауға жақсы ырықталған, бірақ жарықтың жай тербелулерін ғана қадағалай алады. Олар секундына 16 рет қозғала алады.

Көзге қарағанда, заманауи оптикалық жүйелерде жарық қабылдағыш құрылғы ретінде техникалық құрылғылар қолданады. Яғни, тербелістердің жиілігін қадағалап отыратын фотоэлементтер немесе фотодиодтар.

Оптикалық жарық жетекшінің артықшылықтары мен кемшіліктері

Бір екі сымды тізбек, бір коаксиальды сым электрлік байланыс техникасында өте сирек кездесетін материал болып табылады. Белгілі болғандай, электрлік кабель бірнеше тізбектен тұрады. Ортақ сауыт әр түрлі қоршаған ортаның факторларынан қорғайды. Мысалы, кеміргіштер тигізетін зияндар, ылғалдылық және механикалық әсер етулер.

Жарық жетекшісі электрлік өткізгіш сияқты оптикалық кабель құрамына кіретін бір жарық өткізгіші ретінде қолданылады. Оларға электрлік кабельдерге қойылатын талаптар қойылады.

Алайда электрлік өткізгіштер мен жарық өткізгіштеріне қойылатын талаптардың айырмашылығы жер мен көктей. Электрлік және оптикалық кабельдер құрылысы, монтаждау әдісі, эксплуатация жасау және төсеу әдістері бойынша өзгеше болса таңқаларлық болар еді. Жіңішке сымдары механикалық қорғау барысында үлкен тәжірибеге ие. Мысалы, қалыңдығы ондаған миллиметр болатын мыс сымдар кеңінен қолданылады. Олар сезімтал шыны талшықтарды қорғау үшін пайдаланылады.

Жарық жетекшілерінің абсолют сезбеушілігі электрлік және магниттік өріс кедергілері жайлы сөз болғанда қазіргі кезге дейін айтылмаған, олардың басты қасиетін айта кету қажет. Жарық жетекшілері мен мыс өткізгіштер арасындағы айырмашылық зор. Электрлік кабельдердің экрандалуы туралы сөз болғанда сыртқы электромагниттік кедергілерден қорғау үшін оптикалық кедергілердің абсолют артықшылығы жайлы айта кету қажет.

Шыны негізгі материал ретінде басты роль атқарады. Ол қазіргі кезде мыс деп аталатын құнды түсті металлды алмастырғыш ретінде қолданылады. Бұл алмастырғыш материал экономикалық жағынан өте пайдалы материал болып табылады. Әлем бойынша мыстың қоры таусылуда, ал бағасы болса өсуде. Бізге белгілі болжамдар бойынша құрлықтағы бізге белгілі мыс табылатын жерлер бүгінгі таңда таусылып келе жатыр. Шыны оптикалық талшықтар үшін негізгі материал – кварц құмы. Оның қоры көп. Техникада кабельдің өткізгіштік қабілеті бірдей болатынын негізге алатын болсақ, мыстың бірнеше килограмы жоғары сапалы тазартылған шынының 1 грамына алмастырылуы мүмкін.

Бұл ара қатынастық тағы бір артықшылығы оптикалық кабельдер электрлік кабельдермен салыстырғанда жеңіл. Жарық жетекшілерінің өткізгіштік қабілеті жоғары, диаметрі кішкене кабельдерде белгілі. Бізге белгілі болғандай бұндай кабельдердің қабілеттері көптеген қолдану аймақтарындағы артықшылығы болып табылады.

Соңында, таратқыштың және қабылдағыштың гальваникалық ағытқышының факторына сілтеме беру қажет. Оптикалық жүйеде олар электрлік жағынан бір бірінен оқшауланған. Электрлік кабельдерді қосуға қатысты осыған дейін белгілі болмаған, жерге қосумен және потенциалдарды алумен байланысты көптеген мәселелер өз күшін жоюда.

Осы аталған пайдалы параметрлермен қатар, кабель конструкциясын ескеретін және оптикалық талшықтар мыстан кем түсетін сияқты басқа да параметрлер жайлы айта кету қажет.

Ол ең алдымен, су буына жақын қорғалмаған талшықтың сезімталдығын көрсетеді.

Бұл критикалық жағдай жақында табылды, сонымен қатар қалыңдығы бірнеше микрометр болатын қорғаныш пленкасы бар жарық жетекшінің жабындысына қарсы әрекет те табылды.

Бұл қорғаныш қабықшасы, негізінен полимерден тұрады және жарық қабықшасын толығымен қорғайды. Ол сондай-ақ, жарық жетекшінің механикалық беріктігін және оның майысқақтығын жоғарылатады. Қоршаған орта шарттары қолайсыз жағдайларда параметрлердің тұрақтылығы қамтамасыз етіледі. Олар қорғаныш қабатынсыз бірнеше сағаттан соң немесе бірнеше күннен соң төмендейді.

Талшық үшін үзіліс кезінде беріктіліктің механикалық шегі өте жоғары және болаттың беріктілігіне сай. Алайда, шыны нәзік материал, талшықтар радиусы кішкене болған кезде олар шыдамайды және сынады.

Бұл кемшілік те маңызды емес. Жіңішке қорғаныш қабатымен жабдықталған шыны талшықтарды саусақ сыртына-ақ орауға болады, ал кейбір сорттарын жіңішке қарындаш сыртына орауға болады.

Шынының осы қасиетін ескере отырып, бірнеше жарық жетекшілері бір кабельге біріккенде қорғаныс шараларын қолдану қажет. Содан соң олар майысқыш әрі айналғыш болады. Бұл барабанға ораған кезде және төсеген кезде болады. Жарық өткізгіштің механикалық асқын жүктелулерін жою үшін кабель конструкциясы осындай болуы керек. Талшықты қирату микро майыстыру сияқты қауіпті емес.

Жарық өткізуші талшықтар созушы күштер шарттарында қорыташ беттерде пайда болады және қосымша жарықтық шығындар тудыруы мүмкін. Бұл құбылысты демонстрациялық тәжірибеде көруге болады. Жарық өткізуші талшыққа, орамды барабанға оралған орамға қатты байлаған кезде көзге көрінетін жарық келтіріледі. Мысалы, лазердің He – Ne. Бұл кезде барабан бойымен ашық қызыл жарық жанып тұрады, бұл микро иілулер тудырған жарықтық шығындарды көрсетеді. Талшыққа түсетін механикалық жүктемелерді азайту үшін келесі шешімдер ұсынылды. Жеке өткізгіштерді кабельді көлденең қимасымен еркін төсеуге болады. Кабельді дайындау процесі кезінде талшықтар ұзындығы кабель ұзындығымен бірдей болуын бақылау қажет.

Қоршаған орта температурасы тербеліп тұрған кезде жарық жетекшісіне әсер ететін механикалық күштер кабель конструкциясына байланысты. Талшықтың сыртқы қабатының бір ғана кемшілігі сынудың сатылы көрсеткіші болып табылады. Оның сыну көрсеткіші өзекшенің сыну көрсеткішінен аздап қана кем болады. Төменгі температураларда немесе қолайсыз жағдайларда төмендеп кетуі мүмкін. Толық ішкі көрініс бұзылады және сәйкесінше сәулеленуге кететін қосымша шығындар пайда болады.

Эксплуатация шарттары бойынша кабельдер келесідей болып бөлінеді:

- монтаждаушы;

- станциялық;

- аймақтық;

- магистральді.

Аталған кабельдердің алғашқы екі түрі ғимараттар мен үйлер ішінде төсеуге арналған. Олар алып жүруге ыңғайлы әрі жеңіл және аздаған құрылыстық ұзындыққа ие.

Соңғы екі кабельдің типтері кабельдік коммуникация құдықтарында, грунтта, ЭБЖ тіректері бойымен, су астында жүргізуге арналған. Бұл кабельдер сыртқы әсерлерден қорғайтын қасиетке ие және екі километрден жоғары құрылыстық ұзындыққа жүргізіледі.

Байланыс желісінің жоғары өтімділігін қамтамасыз ету үшін бір талшықтан тұратын өшу қабілеті төмен, аздаған саннан тұратын (8 – ге дейін) ТОК өндіреді. Таратушы желілерге арналған кабельдер желі сегменттері арасындағы ара қашықтыққа тәуелділігі сияқты бір талшықты және көп талшықты сияқты 144 кабельден тұрады.

ТОК дайындаудың негізінен екі түрі қолданылады:

- элементтерді еркін ауыстыру конструкциясы;

- элементтер арасындағы қатты байланыс конструкциясы;

Конструкция түрлеріне байланысты кабельдер келесі түрлерге бөлінеді: өрілген шиыршықты, түйілген шиыршықты, профильді өзекшесі бар кабельдер және таспалы кабельдер.

ТОК конструкцияның көптеген комбинациясы бар. Қолданылатын материалдардың үлкен ассортиментіне қарамастан, бағасы да қанағаттандыратын кабельдерді таңдауға болады.