КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ АТС-ОПУ

3.3.3. Классификация линий связи

Линия связи  это совокупность устройств, образующих направляющую систему для передачи сигналов.

Линии связи можно классифицировать по используемой среде распространения сигнала:

1.Радиолинии (среда распространения сигнала  открытое пространство).

Радиолинии подразделяются на :

 радиолинии (РЛ), в которых используют следующие диапазоны радиоволн: длинные волны (ДВ), средние волны (СВ), короткие волны (КВ), ультрокороткие волны (УКВ)

 радиорелейные линии (РРЛ)  используют УКВ диапазон;

 спутниковые линии (СЛ)  используют УКВ диапазон.

2. Проводные линии – воздушные и кабельные линии связи (среда распространения сигнала металлический провод).

3. Волоконно-оптические линии (среда распространения сигнала – кварцевый волоконный световод).

Кабельные линии связи по назначению различают: магистральные и местной связи.

В зависимости от способа прокладки они подразделяются на подземные, подводные, воздушные; от конструкции: симметричный (рис. 3.16, а), коаксиальный (рис. 3.16, б).

Рис. 3.16. Конструкция кабеля: а – симметричный; б – коаксиальный

В симметричных кабелях двухпроводная цепь состоит из двух одинаковых жил.

В коаксиальных кабелях такую цепь образуют полая цилиндрическая гибкая трубка из медной ленты и сплошной цилиндрический проводник, расположенный в центре этой трубки, из медной или биметаллической проволоки.

Кабель состоит из проводников и изоляции.

Проводники (жилы) изготовляются из медной проволоки для местных сетей

d = 0,4;0,5;0,6;0,7 мм, для магистральных сетей d = 0,81,2 мм.

Токопроводящие жилы кабелей должны обладать хорошей электропроводимостью, гибкостью и достаточной механической прочностью.

Изоляцию жил кабеля различают:

трубчатую (накладывается в виде спиральной трубки рис. 3.17, а);
кордельную (жила обвивается спиралью из корделя (жгута) рис. 3.17, б);
сплошную (рис. 3.17, в).

Кабели многоканальной связи с полиэтиленовой и полистирольной изоляцией жил отличаются от кабелей с кордельно-бумажной изоляцией, т.к. двухпроводные цепи этих кабелей имеют меньшую электрическую емкость и меньшие потери в диэлектрике, не зависящие от частоты тока, передаваемого по этим цепям. Эти преимущества делают выгодным применение таких кабелей при передаче по кабельным цепям токов высокой частоты в полосе до 252 кГц и более.

Отдельные изолированные кабельные жилы скручивают в повивы. Различают простую и сложную скрутку жил. В простой кабельной скрутке, применяемой в сигнальноблокировочных кабелях, повивы кабеля состоят из изолированных жил, предварительно скрученных в группы. Существует несколько способов свивания (скручивания) жил кабеля в группы, самым распространенным из которых являются парная скрутка (рис. 3.18, а) и четверочная (звездная) скрутка (рис. 3.18, б).

а б

Рис. 3.17. Тип изоляции жил: а – трубчатая;

б – кордельная; в – сплошная

Рис. 3.18. Способы скрутки жил кабеля: а – парная;

б – четверочная (звездная)

Общую скрутку кабеля заключают в защитную герметическую оболочку, предохраняющую кабель от проникновения в него влаги и защищающую скрутку кабеля от механических воздействий, при транспортировке, прокладке и эксплуатации. В качестве защитных оболочек применяют оболочки из алюминия, свинца, гофрированной стали, а также оболочки из пластмассы и металлопластмассы. По сравнению с пластмассовыми оболочками оболочки из свинца, и особенно из алюминия, защищают кабельные цепи от внешних электромагнитных влияний, т.е. являются экранами. Общий вид кабеля приведен на рис. 3.19.

Рис. 3.19. Конструкция магистрального кабеля: 1 – медная жила; 2 – кордель; 3 – изоляция; 4 – четверка; 5 – сигнальная жила; 6 – поясная изоляция; 7 – алюминиевая оболочка; 8 – полихлорвиниловая лента и подушка под броней; 9 – броня из двух стальных лент; 10 – наружный покров

Типы кабелей:

1) магистральной связи МКАПАБ (в маркировке кабеля буквы обозначают МК  магистральный кабель, П  кордельно-трубчатая полиэтиленовая изоляция жил, А  с алюминиевой оболочкой, Б  бронированный двумя стальными лентами.

МКАБАБ (Б  кордельно-бумажная изоляция жил, остальные то же что в МКАПАБ).

Кабели марки МКАПАБ изготавливают емкостью 4; 7 и 14 четверок; в него так же входят сигнальные пары и контрольная жила. Сигнальные пары предназначены для передачи сигналов устройств железнодорожной автоматики. Контрольная жила имеет не сплошную, а с прерывистую (прореженную) изоляцию. При нарушении герметичности кабеля и проникновении в него влаги, сигнал о повреждении поступает быстрей, что облегчает поиск неисправности.

2) местной связи ТГ, ТБ, ТБГ, ТК, ТПП

Т  телефонный, Г  в свинцовой оболочке, Б  в свинцовой оболочке, бронированный двумя стальными лентами с наружной обмоткой из кабельной пряжи, БГ  свинцовой оболочке, бронированный двумя стальными лентами с наружной обмоткой из вязкого компаунда или лака, К  бронированный круглыми стальными оцинкованными проволоками с наружным слоем из кабельной пряжи, ПП  с полиэтиленовой изоляцией в полиэтиленовой оболочке.

Кабели марки ТГ и ТПП прокладывают в телефонной канализации и в шахтах, ТБ  в земле, ТБГ  внутри помещений в каналах и тунелях, ТК  в земле и под водой.

Оптическим кабелем называется кабельное изделие, содержащее ряд оптических волокон, заключенных в общую оболочку, поверх которой в зависимости от условий эксплуатации может быть наложен защитный покров.

Основным элементом оптического кабеля является оптический волновод – круглый стержень из оптически прозрачного диэлектрика, структура которого обеспечивает распространение вдоль него световых сигналов. Оптические кабели по своему назначению могут быть разделены на четыре группы:

– междугородние;

– городские;

– объектовые;

– подводные.

В отдельную группу выделяют монтажные оптические кабели.

Технические особенности:

1.Высокая помехоустойчивость.

2.Отсутствие взаимных влияний в соседних волокнах.

3.безопасность работы волоконно-оптической связи в детонирующих, воспламеняющихся или электрически опасных средах и условиях.

4.Большая ширина спектра оптического кабеля, повышенная емкость канала, большая длина регенерационных участков.

5.Меньшие габариты и вес, чем у медного кабеля.

6.Защита от несанкционированного доступа.

Оптические волокна можно разделить на следующие типы: кварцевые, кварц-полимерные и полимерные.

Кварцевые оптические волокна изготавливаются из высокочистого кварцевого стекла (сердечник и светоотражающая оболочка) и применяются для систем дальней, внутри- и межобъектовой связи.

Кварц-полимерные оптические волокна изготавливаются с кварцевым сердечником и полимерной светоотражающей оболочкой и предназначены для систем внутри- и межобъектовой связи.

Полимерные оптические волокна изготавливаются из полимерных материалов, имеющих высокие оптические свойства, и используются для некоторых систем внутриобъектовой связи, подсветки, декоративного оформления и в медицине.

В широко используемых в настоящее время симметричных и коаксиальных кабелях энергия передается токами проводимости по двухпроводной схеме с применением прямого и обратного проводников цепи. В световодах, волноводах, оптических волокнах нет двух проводников. И передача энергии происходит волноводным методом по закону многократного отражения волны от границы раздела сред, рис. 3.20.

Для передачи по световоду используется явление полного внутреннего отражения на границе раздела двух диэлектрических сред, поэтому необходимо n₁ > n₂ (n₁– показатель преломления оболочки, n₂ – сердцевины).

Конструкция волоконно-оптического кабеля приведена на рис. 3.21.

Рис. 3.21. Конструкция оптического кабеля

Для связи по световодам используются видимые лучи (0,4…0,75 мкм) и ближний диапазон инфракрасных лучей (0,85; 1,3; 1,55 … 6 мкм). При этом возможна передача большого числа различных типов волн-мод (m). Исходя из двойственной природы света (лучевой и волновой) различным типам волн – модам соответствует различное число лучей. Одномодовой передаче соответствует один луч (рис. 3.22, а), а многомодовой, например, три (рис. 3.22, б).

Одномодовый режим возможен при   d,  < d, где d – диаметр световода.

Достоинства одномодовых систем:

 малая дисперсия (искажение сигналов);

 большая пропускная способность;

 большая дальность передачи;

 нет модовых искажений (в многомодовых – различные лучи (моды) идут в световоде под различными углами, проходит различный путь и к концу приходят в различные отрезки времени).

Рис. 3.22. Режимы распространения отпического излучения по световоду: а – одномодовый; б – многомодовый

Особенностью работы систем передачи, работающих по волоконно-оптическим линиям, является дополнительное преобразование электрического сигнала в оптический на передающем конце (с помощью полупроводниковых лазеров и светодиодов) и обратное преобразование на приеме (с помощью фотодиодов). Оптические системы передачи являются цифровыми.

Контрольные вопросы

1. Какие методы приняты для образования каналов ТЧ?

2. Как образуется верхняя боковая полоса частот?

3. Поясните назначение полосового фильтра в канале ТЧ?

4. Какая модуляция используется в системах с ВРК?

5. Как классифицируются линии связи?

6. Чем отличается симметричный кабель от коаксиального?

7. Назовите преимущества ВОЛС.

Содержание