450 g. eKr e.- Vana-Kreeka filosoofid Demokritos ja Cleoxenus tegid ettepaneku luua optiline taskulambi telegraaf.
1600 g. - inglise teadlase Gilberti raamat "Magnetil, magnetkehadel ja suurel magnetil - Maa". See kirjeldas nii magneti juba teadaolevaid omadusi kui ka autori enda avastusi.
1663. – Saksa teadlane Otto von Guericke viis läbi eksperimentaalse töö ühepolaarselt laetud objektide elektrostaatilise tõrjumise nähtuse kindlakstegemiseks.
1729. - Inglane Gray avastas elektrijuhtivuse fenomeni.
1745. – Saksa füüsik Ewald Jurgen von Kleist ja Hollandi füüsik Peter van Muschenbroek lõid Leydeni purgi, esimese kondensaatori.
1753. — Leipzigi füüsik Winkler avastas viisi elektrivoolu edastamiseks juhtmete kaudu.
1761. – üks suurimaid matemaatikuid, Peterburi akadeemik Leonhard Euler, väljendas esimest korda ideed edastada teavet eetri vibratsioonide abil.
1780. - Galvani avastas detektori esimese disaini, mitte kunstliku, vaid loodusliku - bioloogilise.
1785. – Prantsuse füüsik Charles Coulomb, elektrostaatika rajaja, leidis, et elektrilaengute vastasmõju jõud on võrdeline nende suurustega ja pöördvõrdeline nendevahelise kauguse ruuduga.
1793. - K. Stapp leiutas "optilise telegraafi".
1794. - võeti kasutusele "optilise telegraafi" esimene liin, mis ehitati Lille'i ja Pariisi vahele (umbes 250 km), millel oli 22 vahe(relee)jaama.
1800. - Volta leiutas galvaanilise elemendi - nn "Voltaic kolonni", millest sai esimene alalisvoolu allikas.
1820. Oerstedt avastas seose elektrivoolu ja magnetvälja vahel. Elektrivool tekitab magnetvälja.
1820. -A. M. Ampere avastas elektrivoolude vastasmõju ja kehtestas selle vastasmõju seaduse (Ampère'i seadus).
1832. - Pavel Lvovich Schilling leiutas osutitelegraafiaparaadi, milles viis noolt olid indikaatoriteks.
1837. - Ameerika teadlane C. Page lõi nn "grunting wire".
1838– Saksa teadlane K. A. Shteingel leiutas nn maanduse.
1838. – S. Morse leiutas algse ebaühtlase koodi.
1839. - Peterburi ja Varssavi vahele rajati tollal maailma pikim "optilise telegraafi" liin (1200 km).
1841. - Jacobi juhtimisel ehitati esimene telegraafiliin Talvepalee ja kindralstaabi vahele.
1844. - Morse juhtimisel ehitati Washingtoni ja Baltimore'i vahele telegraafiliin kogupikkusega 65 km.
1850. – B.S. Jacobi töötas välja maailma esimese telegraafiaparaadi (kolm aastat varem kui Morse) vastuvõetud sõnumite otseprintimisega, milles, nagu ta ütles, "märkide registreerimine viidi läbi tüpograafilise fondi abil".
1851. - Morse kood on veidi muudetud ja tunnistatud rahvusvaheliseks koodiks.
1855.– Prantsuse telegraafi mehaanik E. Baudot leiutas esimese telegraafi trükimasina.
1858. - Winston leiutas aparaadi, mis väljastab informatsiooni otse sellesse ehitatud telegraafilindile (kaasaegse telegraafiaparaadi prototüüp).
1860. - Friedrichsdorfi (Saksamaa) kooli füüsikaõpetaja Philipp Reiss lõi improviseeritud vahenditest (tünni kork, kudumisvarras, vana katkine viiul, isoleeritud traadi mähis ja galvaaniline element) aparaadi kõrva põhimõtte demonstreerimiseks.
1868. -Mahlon Loomis demonstreeris USA kongresmenide ja teadlaste rühmale 22 km pikkuse traadita ühenduse prototüübi toimimist.
1869. - Harkovi ülikooli professor Yu. I. Morozov töötas välja saatja - mikrofoni prototüübi.
30. juulil 1872. aastal– M. Loomisele väljastati maailma esimene patent (nr 129971) traadita telegraafisüsteemile.
1872. - Vene insener A.N. Lodygin leiutas esimese elektrilise hõõglambi, mis avas elektrovaakumtehnoloogia ajastu.
1873. - Inglise füüsik W. Crookes leiutas seadme - "radiomeetri".
1873. -Maxwell ühendas kõik oma tööd "Elektri ja magnetismi doktriinis".
1874. – Bodo lõi mitme printimise kaablisüsteemi.
1877 d. – D. E. Hughes kavandas telefonisaatja, mida ta nimetas mikrofoniks.
1877. - USA-s ehitati Ungari inseneri T. Puskase projekti järgi esimene telefonikeskjaam.
1878. – Stewart jõudis järeldusele, et Maa atmosfääris on ionosfääri ioniseeritud piirkond - atmosfääri juhtiv kiht, s.t Maa ja ionosfäär on kondensaatorplaadid.
1879. – Vene teadlane Michalsky kasutas esimesena maailmas söepulbrit mikrofonis. Seda põhimõtet on kasutatud tänapäevani.
1882.– P. M. Golubitsky leiutas ülitundliku telefoni ja konstrueeris lauatelefoni, millel oli hoob automaatseks vooluringi ümberlülitamiseks, muutes telefonitoru asendit.
1883. Edison avastas elektrilambis hõõglambi aine pihustamise efekti.
1883. - P. M. Golubitsky lõi membraani keskpunkti suhtes ekstsentriliselt paikneva kahe poolusega telefoni, mis töötab tänaseni.
1883. -P. M. Golubitsky disainis süsinikupulbriga mikrofoni.
1886. – G. Hertz leiutas meetodi elektromagnetlainete tuvastamiseks.
1887. - Vene leiutaja K. A. Mosnitski lõi "isetoimiva kesklüliti" - automaatsete telefonijaamade (ATS) eelkäija.
1887. - viidi läbi kuulsad Heinrich Hertzi katsed, mis tõestasid raadiolainete reaalsust, mille olemasolu tulenes J.K.Maxwelli teooriast.
1889. - Ameerika leiutaja A. G. Stranger sai patendi automaatsele telefonikeskjaamale.
1890. - kuulus prantsuse füüsik E. Branly leiutas seadme, mis on võimeline reageerima raadiosagedusalas olevale elektromagnetkiirgusele. Vastuvõtja detektor oli koheer.
1893. - Vene leiutajad M. F. Freidenberg ja S. M. Berdichevsky - Apostolov pakkus välja oma "telefonipistiku" - automaatse telefonijaama koos stepperleidjatega.
1895. – M. F. Freidenberg patenteeris dekaadiastmeliste vahetuskeskuste ühe olulisema sõlme – eelvalija (seade kutsutud abonendi automaatseks otsimiseks).
1896. – Freidenberg M. F. lõi abonendi seadmesse paigaldatud registrist tagurpidi juhtimisega masinotsija.
25. aprill (7. mai) 1895. a. - A. S. Popovi esimene avalik raadioühenduse demonstratsioon. Seda päeva tähistatakse meie riigis igal aastal raadiopäevana.
24. (12.) märts 1896- A. S. Popovi aparatuuri abil edastati maailma esimene tekstradiogramm, mis salvestati telegraafilindile.
1896. Freidenberg patenteeris masinatüüpi otsija.
1896. - Berdichevsky - Apostolov lõi originaalse automaatse telefonijaama süsteemi 11 tuhandele numbrile.
1898. – Moskva ja Peterburi vahele ehitati maailma pikim lennutelefoniliin (660 km).
mai 1899. – Esimest korda helivormis eetritelegramme kuulasid peatelefonilt Venemaal A. S. Popovi assistendid P. N. Rybkin ja A. S. Troitski.
1899. – A. S. Popov oli esimene, kes kasutas laeva ja inimeste päästmiseks raadiosidet. Sideulatus ületas 40 km.
1900. - Vene mereväe laevade raadiorelvastuse algus, s.o raadioside praktiline ja regulaarne kasutamine sõjalistes küsimustes.
24. august 1900- Vene teadlane Konstantin Dmitrijevitš Persky tutvustas televisiooni mõistet "televisioon".
1904. Inglane Fleming leiutas torudioodi.
1906. - Ameeriklane Lee de Forest leiutas juhtelektroodiga lambi – kolmeelektroodilise lambi, mis annab võimaluse vahelduvvoolu võimendamiseks.
25. juulil 1907. aastal. - B. L. Rosing sai "elektrilise teleskoobi" vastuvõtutoru eest "privileegi nr 18076". Piltide vastuvõtmiseks mõeldud torusid nimetati hiljem kineskoobideks.
1912. aasta. - V. I. Kovalenkov töötas välja generaatorlambi, mille välise anoodiga jahutati vesi.
1913. aasta. – Meisner avastas elektrontoru ja võnkeahelat sisaldavas ahelas võnkumiste iseergastumisvõimaluse.
1915. aastal. – Vene insener B. I. Kovalenkov töötas välja ja rakendas esimese kahepoolse telefoniedastuse trioodidel.
1918. aasta. – E. Armstrong leiutas superheterodüünvastuvõtja.
1919. aasta. – Schottky leiutas tetoodi, mis leidis praktilise rakenduse alles aastatel 1924–1929.
1922. aasta. – O. V. Losev avastas kristallide abil võimendamise ja kõrgsageduslike võnkumiste tekitamise efekti.
1922. aasta. - raadioamatöörid avastasid lühikeste lainete omaduse levida mis tahes kaugusele tänu murdumisele atmosfääri ülakihtides ja peegeldumisel nendelt.
1923. aastal. -Nõukogude teadlane Losev O. V. täheldas esimest korda pooljuhtdioodi (ränikarbiid) hõõgumist, kui seda läbiti elektrivool.
märts 1929 Esimesed regulaarsed saated algasid Saksamaal.
1930. aastad- valdati meetrilaineid, mis levisid sirgjooneliselt, paindumata ümber maapinna (s.o. vaateväljas).
1930. aasta. - Langmuiri töö põhjal ilmusid pentoodid.
29. aprill ja 2. mai 1931. a- NSV Liidus tehti esimesed telepildisaated raadio kaudu. Need viidi ellu koos kujutise 30 reaks jaotamisega.
august 1931– Saksa teadlane Manfred von Ardenne demonstreeris esimesena maailmas avalikult täiselektroonilist televisioonisüsteemi, mis põhineb 90-realise skaneerimisega rändkiire anduril.
24. september 1931– Nõukogude teadlane S. I. Katajev sai eelisjärjekorras laengu täitmisega edastustoru, mosaiiksihtmärgi ja sekundaarseid elektrone kasutava lülitusega.
1934. aasta. – E. Armstrong leiutas sagedusmodulatsiooni (FM).
1936. aastal. - Nõukogude teadlased P. V. Timofejev ja P. V. Šmakov väljastasid kujutise ülekandega elektronkiiretoru autoritunnistuse.
1938. aastal. - NSV Liidus pandi tööle esimesed eksperimentaalsed televisioonikeskused Moskvas ja Leningradis. Edastatud pildi eraldusvõime oli Moskvas 343 rida ja Leningradis 240 rida 25 kaadrit sekundis. 25. juulil 1940 kinnitati 441-liiniline laiendusstandard.
1938. aastal. - NSV Liidus alustati konsoolivastuvõtjate seeriatootmist TK-1 tüüpi 343 rea jaoks ekraani suurusega 14 × 18 cm.
1939. aastal. - E. Armstrong ehitas esimese raadiojaama, mis töötas raadiolainete VHF sagedusalas.
1940. aastad– valdasid detsimeetri- ja sentimeetrilaineid.
1948. aastal. - Ameerika teadlased Shockley juhtimisel leiutasid pooljuhttriood-transistori.
1949. aastal. - NSV Liidus algas KVN-49 telerite seeriatootmine 17 cm läbimõõduga torul (arendajad V. K. Kenigson, N. M. Varshavsky, N. A. Nikolaevsky).
4. märts 1950– Moskvas on loodud esimene vastuvõtva televisioonivõrgu uurimiskeskus.
1953 –1954. aastal- NSV Liidus töötati välja esimesed kodumaised raadioreleede seadmed arvestivahemiku "Krabi" jaoks. Seda kasutati sideliinil Krasnovodski ja Bakuu vahel üle Kaspia mere.
50ndate keskpaik– NSV Liidus töötati välja raadioreleeseadmete perekond "Strela".
4. oktoober 1957- Orbiidile saadeti esimene Nõukogude tehissatelliit (AES), algas kosmoseside ajastu.
1958. aastal. – 4 GHz sagedusalas töötava R-600 baasil pandi tööle esimene raadiorelee pealiin Leningrad-Tallinn.
1960. aasta. - Leningradis toimus värvitelevisiooni esimene ülekanne Leningradi Elektrotehnilise Sideinstituudi katsejaamast.
1965. aasta. - Kozitsky tehas töötas välja ja tootis esimese lamp-pooljuhttelevisiooni "Õhtu".
29. november 1965– Teostati esimene värvitelevisiooniprogrammide ülekanne SECAM-süsteemi kaudu Moskvast Pariisi sidesatelliidi Molnija-1 kaudu.
1966. aastal. - Moskva Kuntsevski mehaanikatehas töötas välja ja tootis väikese suurusega kaasaskantava teleri "Noored", mis oli kokku pandud täielikult transistoridele.
28. mai 1966– Teostati esimene värvitelevisiooniprogrammide ülekanne SECAM-süsteemi kaudu Pariisist Moskvasse sidesatelliidi Molnija-1 kaudu.
2. november 1967- Käivitati jaamade võrk televisiooniprogrammide vastuvõtmiseks Maa tehissatelliitidelt "Lightning - 1", nimega "Orbita".
4. november 1967- Tööle võeti ENSV Sideministeeriumi üleliiduline raadio- ja televisiooni saatejaam.
1970. aasta. – Ülipuhas kvartskiud võimaldas valguskiirt edastada kuni 2 km kaugusele.
5. september 1982– Esimene satelliittelekonverents "Moskva - Los Angeles", mis oli pühendatud NSV Liidu ja USA muusikakollektiivide dialoogile.
aprill 1988- NSV Liidus hakati kasutama kantavate televisiooni ajakirjandusseadmete komplekti koos videomakiga.
1999. aasta veebruar– mitme kanaliga digitaalse satelliittelevisiooni leviedastuse ("NTV-plus") algus. Edastage kuni 69 telekanalit.
2004. aasta. – Vene Föderatsiooni valitsus otsustab võtta kasutusele digitaaltelevisiooni edastamise Euroopa DVB-süsteemi kaudu.
Sideliinide arengu ajalugu Venemaal Esimene kaugõhuliin ehitati Peterburi ja Varssavi vahele aastal 1854. 1870. aastatel võeti tööle õhuliin Peterburist Vladivostokini L = 10 tuhat km. 1939. aastal pandi tööle kõrgsageduslik sideliin Moskvast Habarovskisse L = 8300 tuhat km. 1851. aastal veeti Moskvast Peterburi telegraafikaabel, mis isoleeriti gutapertšlindiga. 1852. aastal rajati esimene merekaabel üle Põhja-Dvina 1866. aastal võeti kasutusele Atlandi-ülene kaabeltelegraafiliin Prantsusmaa ja USA vahel.
Sideliinide arengu ajalugu Venemaal Venemaal ehitati aastatel esimesed linnatelefoni õhuvõrgud (kaabel koosnes kuni 54-st õhk-paberisolatsiooniga traadist) 1901. aastal alustati Venemaal linna maa-aluse telefonivõrgu ehitamist. Alates 1917. aastast on välja töötatud ja liinil katsetatud vaakumlampidel põhinevat telefonivõimendit, 1923. aastal toimus telefoniside Harkov-Moskva-Petrograd liini võimenditega. Alates 1930. aastate algusest hakkasid arenema koaksiaalkaablitel põhinevad mitmekanalilised ülekandesüsteemid.
Sideliinide arengu ajalugu Venemaal 1936. aastal võeti kasutusele esimene koaksiaalne HF-telefoniliin 240 kanaliga. 1956. aastal ehitati Euroopa ja Ameerika vahele veealune koaksiaaltelefoni- ja telegraafikast. 1965. aastal ilmusid esimesed eksperimentaalsed lainejuhtliinid ja väga madala sumbumisega krüogeensed kaabliliinid. 1980. aastate alguseks olid fiiberoptilised sidesüsteemid välja töötatud ja reaalsetes tingimustes testitud.
Sideliinide (LS) tüübid ja nende omadused LS-i on kahte peamist tüüpi: - liinid atmosfääris (RL raadiolingid) - juhtülekandeliinid (sideliinid). tüüpilised lainepikkuste ja raadiosageduste vahemikud Eriti pikad lained (VLF) Pikad lained (LW) Kesklained (MW) Lühilained (HF) Ultralühilained (VHF) Detsimeeterlained (DCM) Sentimeeterlained (SM) Millimeeterlained (MM) Optiline ulatus km (kHz) MHz (mHz) km.1 (kHz) km. ) , 1 m (0, GHz) cm (GHz) mm (GHz) ,1 µm
RL-i (raadioside) peamised puudused on: -side kvaliteedi sõltuvus edastuskandja olekust ja välistest elektromagnetväljadest; -madal kiirus; ebapiisavalt kõrge elektromagnetiline ühilduvus meeterlainete vahemikus ja sellest kõrgemal; - saatja ja vastuvõtja seadmete keerukus; - kitsaribalised ülekandesüsteemid, eriti pikkadel ja kõrgematel lainepikkustel.
Radari puuduste vähendamiseks kasutatakse kõrgemaid sagedusi (sentimeeter, optilised vahemikud) detsimeetri millimeetri vahemikku. See on kordurite kett, mis paigaldatakse iga 50 km-100 km järel. RRL võimaldab teil vastu võtta kanalite arvu () vahemaade tagant (kuni km); Need liinid on häiretele vähem vastuvõtlikud, tagavad üsna stabiilse ja kvaliteetse ühenduse, kuid nende kaudu on edastusturvalisuse tase ebapiisav. Raadioreleeliinid (RRL)
Sentimeeter laineulatus. SL-id võimaldavad mitme kanaliga sidet "lõpmatu" kaugusel; Satelliitsideliinid (SL) SL-i eelised - suur leviala ja teabe edastamine pikkade vahemaade tagant. SL-i puuduseks on satelliidi käivitamise kõrge hind ja dupleksside telefoniside korraldamise keerukus.
Kohtvõrkude suunamise eelised - signaali edastamise kõrge kvaliteet, - suur edastuskiirus, - suurepärane kaitse kolmandate osapoolte väljade mõju eest, - lõppseadmete suhteline lihtsus. LS suunamise puudused - kõrge kapitali- ja tegevuskulud, - ühenduse loomise suhteline kestus.
Radar ja LS ei vastandu, vaid täiendavad teineteist Praegu edastatakse signaale alalisvoolust optilisse sagedusalasse sideliinide kaudu ning töölainepikkuste vahemik ulatub 0,85 mikronist sadade kilomeetriteni. - kaabel (CL) - õhk (VL) - fiiberoptiline (FOCL). Suunavate ravimite peamised tüübid:
PÕHINÕUDED SIDELIINidele - side kuni km riigisiseselt ja kuni rahvusvaheliseks suhtluseks; - lairibaühendus ja sobivus erinevat tüüpi kaasaegse teabe edastamiseks (televisioon, telefon, andmeedastus, ringhääling, ajalehtede lehekülgede edastamine jne); - vooluahelate kaitse vastastikuste ja väliste häirete, samuti äikese ja korrosiooni eest; - liini elektriliste parameetrite stabiilsus, side stabiilsus ja töökindlus; - sidesüsteemi kui terviku tõhusus.
Kaasaegne kaabeltehnoloogia areng 1. Valdav areng koaksiaalsüsteemides, mis võimaldavad ühe kaabliga sidesüsteemi kaudu korraldada võimsaid sidekimpe ja edastada teleprogramme pikkade vahemaade taha. 2.Perspektiivsete kommunikatsiooni OK-de loomine ja juurutamine, mis tagavad suure hulga kanaleid ja ei vaja nende tootmiseks defitsiitseid metalle (vask, plii). 3. Plastide (polüetüleen, polüstüreen, polüpropüleen jne) laialdane kasutuselevõtt kaablitehnoloogiasse, mis on heade elektriliste ja mehaaniliste omadustega ning võimaldavad tootmist automatiseerida.
4. Alumiiniumist, terasest ja plastikust kestade kasutuselevõtt plii asemel. Mantlid peavad olema õhutihedad ja tagama kaabli elektriliste parameetrite stabiilsuse kogu kasutusaja jooksul. 5. Tsoonisisese side (ühe-koaksiaal-, ühe-nelja-, soomustamata) ökonoomse konstruktsiooni väljatöötamine ja tootmisse juurutamine. 6. Varjestatud kaablite loomine, mis kaitsevad usaldusväärselt nende kaudu edastatavat teavet väliste elektromagnetiliste mõjude ja äikesetormide eest, eelkõige kaablid kahekihilistes ümbristes nagu alumiiniumteras ja alumiiniumplii.
7. Sidekaablite isolatsiooni elektrilise tugevuse suurendamine. Kaasaegne kaabel peab üheaegselt omama nii kõrgsageduskaabli kui ka toiteelektrikaabli omadusi ning tagama kõrgepingevoolude edastamise järelevalveta võimenduspunktide kaugtoiteallikaks pikkade vahemaade tagant.
Sideliinid tekkisid samaaegselt elektrilise telegraafi tulekuga. Esimesed sideliinid olid kaabel. Kaabli konstruktsiooni ebatäiuslikkuse tõttu andsid maakaabli sideliinid aga peagi teed õhuliinidele. Esimene kaugõhuliin ehitati 1854. aastal Peterburi ja Varssavi vahele. Eelmise sajandi 70. aastate alguses ehitati Peterburist Vladivostokki umbes 10 tuhande km pikkune telegraafi õhuliin. 1939. aastal võeti kasutusele maailma suurim kõrgsageduslik telefoniliin Moskva-Habarovsk, pikkune 8300 km.
Esimeste kaabliliinide loomine on seotud vene teadlase P.L. Schilling. Juba 1812. aastal demonstreeris Schilling Peterburis meremiinide plahvatusi, kasutades selleks enda loodud isoleeritud juhti.
1851. aastal, samaaegselt Moskva ja Peterburi vahelise raudtee ehitamisega, pandi gutapertšiga isoleeritud telegraafikaabel. Esimesed merekaablid rajati 1852. aastal üle Põhja-Dvina ja 1879. aastal üle Kaspia mere Bakuu ja Krasnovodski vahel. 1866. aastal võeti kasutusele Atlandi-ülene kaabeltelegraafiliin Prantsusmaa ja USA vahel.
Aastatel 1882-1884. Moskvas, Petrogradis, Riias, Odessas ehitati esimesed linnatelefonivõrgud Venemaal. Eelmise sajandi 90ndatel peatati Moskva ja Petrogradi linnatelefonivõrkudes esimesed kuni 54 juhtmega kaablid. 1901. aastal alustati linna maa-aluse telefonivõrgu rajamist.
Sidekaablite esimesed konstruktsioonid, mis pärinevad 20. sajandi algusest, võimaldasid telefoniedastust läbi viia lühikeste vahemaade tagant. Need olid nn linna telefonikaablid õhk-paberisolatsiooniga ja paarikaupa keeratud. Aastatel 1900-1902. edastusulatust püüti edukalt suurendada kaablite induktiivsuse kunstliku suurendamise teel, kaasates ahelasse induktiivpoolid (Pupini ettepanek), samuti kasutati ferromagnetilise mähisega juhtivaid juhtmeid (Kruppa ettepanek). Sellised meetodid võimaldasid sellel etapil telegraafi- ja telefoniside ulatust mitu korda suurendada.
Oluliseks etapiks sidetehnoloogia arengus oli leiutamine ja alates 1912.-1913. elektrooniliste lampide tootmise valdamine. Aastal 1917 V.I. Kovalenkov töötas välja ja katsetas liinil elektroonilistel torudel põhinevat telefonivõimendit. 1923. aastal tehti telefoniühendus võimenditega liinil Harkov-Moskva-Petrograd.
1930. aastatel hakati arendama mitme kanaliga ülekandesüsteeme. Seejärel viis soov laiendada edastatavate sageduste ulatust ja suurendada liinide ribalaiust uut tüüpi kaablite, nn koaksiaalkaablite loomiseni. Kuid nende masstootmine pärineb alles 1935. aastast, mil ilmusid uued kvaliteetsed dielektrikud nagu eskapoon, kõrgsageduskeraamika, polüstüreen, styroflex jne. Need kaablid võimaldavad edastada energiat kuni mitme miljoni hertsi voolu sagedusel ja edastada telesaateid pikkade vahemaade taha. Esimene koaksiaalliin 240 HF telefonikanali jaoks rajati aastal 1936. Esimesed Atlandi-ülesed merekaablid, mis rajati 1856. aastal, korraldasid ainult telegraafisidet ning alles 100 aastat hiljem, 1956. aastal, ehitati Euroopa ja Ameerika vahele veealune koaksiaalmagistraal mitmekanalilise telefoniside jaoks.
Aastatel 1965-1967. Lairiba teabe edastamiseks ilmusid eksperimentaalsed lainejuhi sideliinid, aga ka väga madala sumbumisega krüogeensed ülijuhtivad kaabliliinid. Alates 1970. aastast on aktiivselt arendatud tööd valgusjuhtide ja optiliste kaablite loomisel, kasutades optilise laine vahemikus nähtavat ja infrapunakiirgust.
Fiiberoptilise side kiires arengus mängis otsustavat rolli fiiberoptilise kommunikatsiooni kiudvalgusjuhi loomine ja pooljuhtlaseri pideva genereerimise saavutamine. 1980. aastate alguseks olid fiiberoptilised sidesüsteemid välja töötatud ja reaalsetes tingimustes testitud. Selliste süsteemide peamisteks rakendusaladeks on telefonivõrk, kaabeltelevisioon, objektisisene side, arvutitehnoloogia, tehnoloogiliste protsesside juhtimis- ja juhtimissüsteem jne.
Venemaal ja teistes riikides on rajatud fiiberoptilisi linna- ja kaugsideliine. Neile on antud juhtiv koht sidetööstuse teaduslikus ja tehnoloogilises arengus.
Kaabli- ja juhtmestikutooted ja tarvikud
Elektriliinide tekkimise ja arengu ajalugu Venemaal
Esimeseks elektrisignaali kauguse edastamise juhtumiks peetakse 18. sajandi keskpaigas abt J-A Nollet’ poolt läbi viidud eksperimenti: kakssada kartausia kloostri munka võtsid tema korraldusel kinni metalltraadist ja seisid enam kui miili pikkuses rivis. Kui uudishimulik abt elektrikondensaatori juhtmele tühjendas, veendusid kõik mungad kohe elektri tõelisuses ja katsetaja selle leviku kiiruses. Muidugi ei mõistnud need kakssada märtrit, et nad moodustasid ajaloo esimese elektriliini.
1874 Vene insener F.A. Pirotsky soovitas kasutada raudteerööpaid elektrienergia juhina. Sel ajal kaasnesid elektri juhtmete kaudu edastamisega suured kaod (alalisvoolu edastamisel ulatusid kaod juhtmes 75%). Juhtme ristlõike suurendamisega oli võimalik vähendada liinikadusid. Pirotsky tegi katseid energia ülekandmiseks mööda Sestroretski raudtee rööpaid. Mõlemad rööpad olid maapinnast isoleeritud, üks neist toimis otsejuhtmena, teine tagasivooluna. Leiutaja püüdis ideed ära kasutada linnatranspordi arendamiseks ja pani juhtsiinidele väikese haagise. See osutus aga jalakäijatele ohtlikuks. Kuid palju hiljem töötati selline süsteem kaasaegses metroos välja.
Kuulus elektriinsener Nikola Tesla unistas juhtmevaba jõuülekandesüsteemi loomisest kõikjale maailmas. 1899. aastal asus ta ehitama Atlandi-ülese sidetorni, lootes realiseerida oma elektrilised ideed äriliselt tulusa ettevõtte varjus. Tema juhtimisel ehitati Coloradosse hiiglaslik 200 kW raadiojaam. 1905. aastal toimus raadiojaama proovitöö. Pealtnägijate sõnul sähvatas torni ümber välk, paistis ioniseeritud keskkond. Ajakirjanikud väitsid, et leiutaja valgustas taevast tuhandete miilide kõrgusel ookeani avarustest. Selline sidesüsteem osutus aga peagi liiga kalliks ning ambitsioonikad plaanid jäid realiseerimata, tekitades vaid terve massi teooriaid ja kuulujutte (alates “surma kiirtest” kuni Tunguska meteoriidini – kõik oli omistatud N. Tesla tegevusele).
Seega olid õhuliinid tol ajal kõige optimaalsem väljapääs. 1890. aastate alguseks sai selgeks, et odavam ja otstarbekam on ehitada elektrijaamu kütuse- ja veevarude lähedusse, mitte, nagu varem tehti, energiatarbijate lähedusse. Näiteks meie riigi esimene soojuselektrijaam ehitati 1879. aastal, tollases pealinnas - Peterburis, spetsiaalselt Liteiny silla valgustamiseks, 1890. aastal käivitati Puškinos ühefaasiline vooluelektrijaam ja Tsarskoje Selost sai kaasaegsete sõnul "esimene linn Euroopas, mis oli täielikult ja ainult elektriga valgustatud". Kuid need ressursid eemaldati sageli suurtest linnadest, mis traditsiooniliselt tegutsesid tööstuskeskustena. Tekkis vajadus edastada elektrit pikkade vahemaade taha. Edastamise teooria töötas samal ajal välja vene teadlane D.A. Lachinov ja prantsuse elektriinsener M. Despres. Samal ajal tegeles trafode loomisega ameeriklane George Westinghouse, kuid maailma esimese (avatud südamikuga) trafo lõi P.N. Yablochkov, kes sai sellele patendi 1876. aastal.
Samal ajal tekkis küsimus vahelduv- või alalisvoolu kasutamise kohta. See number tundis huvi ka kaarepirni looja P.N. Yablochkov, kes nägi ette kõrgepinge vahelduvvoolu suurt tulevikku. Neid järeldusi toetas teine kodumaine teadlane M.O. Dolivo-Dobrovolski.
1891. aastal ehitas ta esimese kolmefaasilise elektriülekandeliini, mis vähendas kadusid kuni 25%. Sel ajal töötas teadlane AEG-s, mille omanik oli T. Edison. See ettevõte kutsuti osalema Maini-äärses Frankfurdis toimuval rahvusvahelisel elektrinäitusel, kus otsustati vahelduv- või alalisvoolu edasise kasutamise küsimus. Saksa teadlase G. Helmholtzi juhtimisel korraldati rahvusvaheline katsekomisjon. Komisjoni liikmete hulka kuulus vene insener R.E. Klasson. Eeldati, et komisjon testib kõiki kavandatud süsteeme ja annab vastuse voolutüübi ja paljutõotava toitesüsteemi valimise küsimusele.
M.O. Dolivo-Dobrovolsky otsustas kose energia elektri kaudu jõkke üle kanda. Neckari (Laufeni linna lähedal) Frankfurdi näitusealale. Nende kahe punkti vaheline kaugus oli 170 km, kuigi kuni selle hetkeni ei ületanud edastuskaugus tavaliselt 15 km. Vaid aastaga pidi Vene teadlane puitpostidele elektriliine venima, looma vajalikud mootorid ja trafod ("induktsioonmähised", nagu neid tollal nimetati) ning selle ülesandega sai ta koostöös Šveitsi firmaga Oerlikon suurepäraselt hakkama. 1891. aasta augustis süttis näitusel esimest korda tuhat hõõglampi, mis toideti Laufeni hüdroelektrijaama vooluga. Kuu aega hiljem pani Dolivo-Dobrovolsky mootor liikuma dekoratiivse kose – seal oli omamoodi energiaahel, väike kunstlik kosk sai energiat esimesest 170 km kaugusel asuva loodusliku kose jõul.
Nii sai lahendatud 19. sajandi lõpu peamine energiaprobleem, elektrienergia ülekandmise probleem pikkadele vahemaadele. 1893. aastal tegi insener A.N. Schensnovich ehitab Vladikavkazi raudtee Novorossiiski töökodadesse nendel põhimõtetel maailma esimese tööstusliku elektrijaama.
1891. aastal loodi Peterburi telegraafikooli baasil elektrotehniline instituut, mis alustas personali koolitamist riigi eelseisvaks elektrifitseerimiseks.
Elektriülekandeliinide juhtmed imporditi algselt välismaalt, kuid kiiresti hakati neid tootma Kolchuginsky messingi ja vase valtsimistehases, ettevõttes United Cable Plants ja Podobedovi tehases. Kuid tugesid toodeti juba Venemaal – kuigi varem kasutati neid peamiselt telegraafi- ja telefonijuhtmete jaoks. Alguses tekkisid igapäevaelus raskused - Vene impeeriumi kirjaoskamatu elanikkond suhtus sammastesse kahtlustavalt, mis olid kaunistatud tahvlitega, millele oli joonistatud pealuu.
Elektriülekandeliinide massiline ehitamine algab 19. sajandi lõpus, see on tingitud tööstuse elektrifitseerimisest. Peamine ülesanne, mis selles etapis lahendati, oli elektrijaamade ühendamine tööstuspiirkondadega. Pinged olid väikesed, reeglina kuni 35 kV, võrgustamise ülesannet ette ei pandud. Nendes tingimustes oli ülesandeid lihtne lahendada puidust ühe samba ja U-kujuliste tugede abil. Materjal oli olemas, odav ja vastas täielikult tolleaegsetele nõuetele. Kõik need aastad on tugede ja juhtmete konstruktsiooni pidevalt täiustatud.
Mobiilse elektritranspordi puhul tunti maa-aluse elektriveo põhimõtet, mida kasutati Clevelandi ja Budapesti rongide jõuallikaks. See meetod oli töötamisel aga ebamugav ja maakaabli elektriliine kasutati ainult linnades tänavavalgustuse ja eramajade toiteallikana. Seni ületab maa-aluste elektriliinide maksumus õhuliinide maksumust 2-3 korda.
1899. aastal toimus Venemaal esimene ülevenemaaline elektrotehnika kongress. Selle esimeheks sai Nikolai Pavlovitš Petrov, endine Keiserliku Vene Tehnika Seltsi esimees, Sõjaväe Inseneriakadeemia ja Tehnoloogiainstituudi professor. Kongress tõi kokku üle viiesaja elektrotehnikahuvilise, kelle hulgas oli kõige erinevamate elukutsete ja kõige mitmekesisema haridusega inimesi. Neid ühendas kas ühine töö elektrotehnika vallas või ühine huvi elektrotehnika arendamise vastu Venemaal. Kuni 1917. aastani peeti seitse sellist kongressi, uus valitsus jätkas seda traditsiooni.
1902. aastal varustati Bakuu naftaväljad elektriga, ülekandeliin edastas elektrit pingega 20 kV.
1912. aastal hakati Moskva lähedal turbarabale ehitama maailma esimest turbal töötavat elektrijaama. Idee kuulus R.E. Klasson, kes kasutas ära asjaolu, et kivisüsi, mida kasutasid peamiselt tolleaegsed elektrijaamad, tuli Moskvasse tuua. See tõstis elektri hinda ja 70 km pikkuse ülekandeliiniga turbaelektrijaam tasus end kiiresti ära. See on endiselt olemas - nüüd on see GRES-3 Noginski linnas.
Nendel aastatel kuulus Vene impeeriumi elektrienergiatööstus valdavalt välisfirmadele ja ettevõtjatele, näiteks aktsiate kontrollpakk suurimas aktsiaseltsis "Electric Lighting Society 1886", mis ehitas peaaegu kõik revolutsioonieelsel Venemaal elektrijaamad, kuulus Saksa ettevõttele "Siemens ja Halske", mis on meile juba tuntud kaabliehituse ajaloost No2EL-9.pp. -36). Teist JSC-d - United Cable Plants - kontrollis AEG kontsern. Suur osa seadmetest toodi välismaalt. Venemaa energiatööstus ja selle areng jäid kaugele maha maailma arenenud riikidest. 1913. aastaks oli Venemaa impeerium toodetud elektrikoguse poolest maailmas 8. kohal.
Esimese maailmasõja puhkedes väheneb elektriliinide seadmete tootmine - rindel oli vaja muid tooteid, mis suudavad toota samu tehaseid - telefoni välitraat, kaevanduskaabel, emaileeritud traat. Osa neist toodetest omandas esmalt kodumaine tootmine, kuna sõja tõttu peatati paljud imporditarned. Sõja ajal ehitas Donetski basseini elektriaktsiaselts 60 000 kW elektrijaama ja tõi sinna seadmed.
Kütuse- ja toorainekriis põhjustas 1916. aasta lõpuks tehaste tootmise järsu languse, mis jätkus ka 1917. aastani. Pärast Sotsialistlikku Oktoobrirevolutsiooni natsionaliseeriti SNK (Rahvakomissaride Nõukogu) määrusega kõik tehased ja ettevõtted. RSFSRi Ülemmajandusnõukogu (rahvamajanduse ülemnõukogu) korraldusega detsembris 1918 anti kõik juhtmete ja elektriliinide tootmisega seotud ettevõtted elektritööstuse osakonna käsutusse. Praktiliselt kõikjal loodi kollegiaalne administratsioon, milles osalesid nii "uut valitsust" esindavad töötajad kui ka endise haldus- ja insenerikorpuse esindajad. Kohe võimule tulles pöörasid enamlased suurt tähelepanu elektrifitseerimisele, näiteks juba kodusõja aastatel ehitati riiki vaatamata laastamisele, blokaadile ja sekkumisele 51 elektrijaama koguvõimsusega 3500 kW.
1920. aastal endise Peterburi elektriliinide ja kaabelvõrkude montööri juhendamisel koostatud GOELRO plaan tulevane akadeemik G.M. Kržižanovski sundis arendama igat tüüpi elektrotehnikat. Selle järgi pidi rajama kakskümmend soojus- ja kümme hüdroelektrijaama koguvõimsusega 1 750 000 kW. Elektritööstuse osakond muudeti 1921. aastal Rahvamajanduse Ülemnõukogu Elektritööstuse Peadirektoraadiks Glavelectro. Glavelectro esimene juht oli V.V. Kuibõšev.
1923. aastal avati Gorki pargis "Esimene ülevenemaaline põllumajandus- ja käsitöö-tööstusnäitus". Näituse tulemusena sai Russkabeli tehas I järgu diplomi panuse eest elektrifitseerimisse ja kõrgepingekaablite valmistamisesse.
Pinge ja vastavalt traadi massi suurenedes tehti elektriliinide jaoks üleminek puidust postidelt metallpostidele. Venemaal ilmus esimene metalltugede liin 1925. aastal - kaheahelaline 110 kV õhuliin, mis ühendas Moskva ja Šaturskaja GRES-i.
1926. aastal loodi Moskva energiasüsteemis riigis esimene keskne dispetšerteenistus, mis eksisteerib siiani.
1928. aastal hakkas NSV Liit tootma oma jõutrafosid, mida tootis spetsialiseerunud Moskva trafotehas.
1930. aastatel jätkus elektrifitseerimine üha kiiremas tempos. Luuakse suuri elektrijaamu (Dneproges, Stalingradskaja GRES jt), ülekantava elektri pinged tõusevad (näiteks Dneproges-Donbassi ülekandeliin töötab pingega 154 kV ja Nižne-Svirskaja HEJ - Leningrad ülekandeliin 220 kV pingega). 1930. aastate lõpus ehitati Moskva-Volžskaja HEJ liin, mis töötas ülikõrge pingega 500 kV. Tekivad suurte piirkondade ühtsed energiasüsteemid. Kõik see nõudis metalltugede täiustamist. Pidevalt täiustati nende konstruktsioone, laiendati standardtugede arvu, tehti massiüleminek poltühendustega tugedele ja võretugedele.
Sel ajal kasutatakse ka puidust poste, kuid nende pindala piirdub tavaliselt kuni 35 kV pingega. Need seovad enamasti mittetööstuslikke maapiirkondi.
Sõjaeelsete viieaastaplaanide aastatel (1929-1940) loodi riigi territooriumil suuri energiasüsteeme - Ukrainas, Valgevenes, Leningradis, Moskvas.
Sõja ajal jäi elektrijaamade kümne miljoni kW installeeritud koguvõimsusest välja viis miljonit kW. Sõja-aastatel hävis 61 suurt elektrijaama, suure hulga tehnikat viisid okupandid Saksamaale välja. Osa tehnikast lasti õhku, osa evakueeriti rekordajaga Uuralitesse ja riigi idaossa ning pandi seal kaitsetööstuse töö tagamiseks tööle. Sõja-aastatel pandi Tšeljabinskis tööle 100 MW turbiiniplokk.
Nõukogude energeetikud tagasid oma kangelasliku tööga rasketel sõja-aastatel elektrijaamade ja võrkude töö. Fašistlike armeede edasitungil Moskvasse 1941. aastal pandi tööle Rybinski hüdroelektrijaam, mis tagas Moskva energiavarustuse kütusepuudusega. Natside poolt vangistatud Novomoskovski GRES hävitati. Kashirskaja GRES varustas Tula tööstust elektriga ja omal ajal töötas ülekandeliin, mis läbis natside okupeeritud territooriumi. Selle elektriliini taastasid Saksa armee tagalas elektriinsenerid. Samuti pandi uuesti tööle Volhovi hüdroelektrijaam, mis sai kannatada Saksa lennunduse käes. Sellest, mööda Laadoga järve põhja (spetsiaalselt paigaldatud kaabli kaudu), toideti kogu blokaadi vältel Leningradi elektrit.
Kolme piirkondliku energiasüsteemi – Sverdlovski, Permi ja Tšeljabinski – töö koordineerimiseks loodi 1942. aastal esimene ühine dispetšerbüroo - Uurali ODU. 1945. aastal loodi keskuse ODU, mis tähistas energiasüsteemide edasise ühendamise algust ühtseks võrguks kogu riigis.
Pärast sõda elektrivõrke mitte ainult ei remonditud ja taastatud, vaid ehitati ka uusi. 1947. aastaks saavutas NSV Liit elektritootmises maailmas teise koha. Esimeseks tuli USA.
1950. aastatel ehitati uued hüdroelektrijaamad - Volžskaja, Kuibõševskaja, Kahhovskaja, Južnouralskaja.
1950. aastate lõpust algas elektrivõrgu ehituse kiire kasvu etapp. Õhuliinide pikkus kahekordistus iga viie aasta järel. Aastas ehitati rohkem kui kolmkümmend tuhat kilomeetrit uusi ülekandeliine. Praegusel ajal võetakse massiliselt kasutusele ja kasutatakse jõuülekandeliinide raudbetoontugesid koos "eelpingestatud nagidega". Tavaliselt olid neil liinid pingega 330 ja 220 kV.
1954. aasta juunis alustas tööd Obninski linnas asuv tuumaelektrijaam võimsusega 5 MW. See oli maailma esimene katseotstarbeline tuumaelektrijaam.
Välismaal pandi esimene tööstuslikuks kasutamiseks mõeldud tuumaelektrijaam tööle alles 1956. aastal Inglismaa linnas Calder Hallis. Aasta hiljem pandi tööle Ameerika laevasadama tuumajaam.
Samuti ehitatakse kõrgepinge alalisvoolu elektriliine. Esimene seda tüüpi eksperimentaalne jõuülekandeliin loodi 1950. aastal Kashira-Moskva suunal, 100 km pikkune, võimsusega 30 MW ja pingega 200 kV. Teised sellel teel olid rootslased. 1954. aastal ühendasid nad Läänemere põhja piki Gotlandi saare elektrisüsteemi Rootsi elektrisüsteemiga 98-kilomeetrise ühepooluselise, 100 kV ja 20 MW elektriliini kaudu.
1961. aastal lasti käiku maailma suurima Bratski hüdroelektrijaama esimesed plokid.
60ndate lõpus läbi viidud metalltugede ühendamine määras tegelikult tänaseni kasutatava tugikonstruktsioonide põhikomplekti. Viimase 40 aasta jooksul, nagu ka metallpostide puhul, ei ole raudbetoonpostide disain palju muutunud. Tänapäeval põhineb peaaegu kogu võrguehitus Venemaal ja SRÜ riikides 60-70ndate teaduslikul ja tehnoloogilisel baasil.
Ülemaailmne elektriülekandeliinide ehitamise tava ei erinenud kodumaisest palju kuni 60. aastate keskpaigani. Viimastel aastakümnetel on meie tavad aga oluliselt lahku läinud. Läänes pole raudbetoon tugede materjalina sellist levitamist saanud. Nad valisid mitmetahulistele metalltugedele joonte ehitamise.
1977. aastal tootis Nõukogude Liit rohkem elektrit kui kõik Euroopa riigid kokku – 16% maailma toodangust.
Piirkondlike elektrivõrkude ühendamisega luuakse NSV Liidu ühtne energiasüsteem - suurim elektrisüsteem, mis seejärel ühendati Ida-Euroopa energiasüsteemidega ja moodustas rahvusvahelise energiasüsteemi nimega "Mir". 1990. aastaks kuulus NSV Liidu UES-i riigi 11 energiaühingust 9, hõlmates 2/3 NSV Liidu territooriumist, kus elas üle 90% elanikkonnast.
Tuleb märkida, et mitmetes tehnilistes näitajates (näiteks elektrijaamade skaala ja kõrgepingeliinide pingetasemed) oli Nõukogude Liit maailmas juhtival kohal.
1980. aastatel üritati NSV Liidus massiehituses kasutusele võtta Volga mehaanikatehases toodetud mitmetahulised toed. Kuid vajalike tehnoloogiate puudumine määras nende tugede disainivead, mis viisid ebaõnnestumiseni. Seda küsimust käsitleti uuesti alles 2003. aastal.
Pärast Nõukogude Liidu lagunemist seisid energeetikud silmitsi uute probleemidega. Elektriliinide seisukorra säilitamiseks ja taastamiseks eraldati äärmiselt vähe raha, tööstuse allakäik tõi kaasa paljude elektriliinide degradeerumise ja isegi hävimise. Tekkis selline nähtus nagu juhtmete ja kaablite vargus nende hilisemaks toimetamiseks vanametallina värvilise metalli kogumispunktidesse. Hoolimata asjaolust, et paljud "saavutajad" surevad selles kriminaalkaubanduses ja nende sissetulek on väga tühine, pole selliste juhtumite arv siiani praktiliselt vähenenud. Selle põhjuseks on elatustaseme järsk langus piirkondades, kuna seda kuritegu panevad toime peamiselt töö ja elukohata marginaliseeritud inimesed.
Lisaks katkesid sidemed Ida-Euroopa riikide ja endiste NSV Liidu vabariikidega, mida varem ühendas ühtne energiasüsteem. Novembris 1993 viidi Ukraina suure elektripuuduse tõttu läbi sunnitud üleminek Venemaa ja Ukraina UES-i eraldi toimimisele, mis viis Venemaa UES-i eraldi toimimiseni ülejäänud energiasüsteemidega, mis kuuluvad Mir-energiasüsteemi. Tulevikus Miri kuuluvate elektrisüsteemide paralleelset tööd Prahas asuva keskse dispetšerbürooga ei taastatud.
Viimase 20 aasta jooksul on kõrgepingevõrkude füüsiline riknemine oluliselt suurenenud ja mõne teadlase hinnangul jõudnud üle 40%. Jaotusvõrkudes on olukord veelgi keerulisem. Sellele lisandub üha kasvav energiatarbimine. Esineb ka seadmete vananemist. Enamus objektidest vastavad oma tehniliselt tasemelt oma 20-30 aasta tagustele lääne analoogidele. Samal ajal ei seisa maailma energiatööstus paigal, uuringuid tehakse uut tüüpi elektriülekandeliinide loomise valdkonnas: krüogeensed, krüotakistilised, poolavatud, avatud jne.
Kodumaise elektrienergiatööstuse ees seisab kõigi nende uute väljakutsete ja ülesannete lahendamise kõige olulisem küsimus.
Kirjandus
1. Shukhardin S. Tehnoloogia ajaloolises arengus.
2. Kaptsov N. A. Yablochkov on Venemaa elektrotehnika au ja uhkus.
3. Laman N.K., Belousova A.N., Krechetnikova Yu.I. Elektroprovodi tehas on 200 aastat vana. M., 1985.
4. Vene kaabel / Toim. M.K. Portnova, N.A. Arskoy, R.M. Lakernik, N.K. Laman, V.G. Radtšenko. M., 1995.
5. Valeeva N.M. Aeg jätab jälje. M., 2009.
6. Gorbunov O.I., Ananiev A.S., Perfiletov A.N., Šapiro R.P-A. 50 aastat teadusdisaini ja tehnoloogilise kaabli instituudi tegevust. Ajaloo esseed. Peterburi: 1999.
8. Shitov M.A. Põhja kaabel. L., 1979.
7. Sevkabel 120 aastat / toim. L. Ulitina – Peterburi, 1999. a.
9. Kislitsyn A.L. Trafod. Uljanovsk: UlGTU, 2001.
10. Turchin I.Ya. Soojuselektrijaamade inseneriseadmed ja paigaldustööd. M .: "Kõrgkool", 1979.
11. Steklov V. Yu. NSV Liidu elektrienergia majanduse areng. 3. väljaanne M., 1970.
12. Žimerin D.G., NSV Liidu elektrifitseerimise ajalugu, L., 1962.
13. Lychev P.V., Fedin V.T., Pospelov G.E. Elektrisüsteemid ja võrgud, Minsk. 2004. aasta
14. Kaablitööstuse ajalugu // CABLE-news. nr 9. lk 28-36.
Kas leidsite vea? Valige ja vajutage Ctrl + Enter
Veateade
(dokument)
n1.doc
Sisu
Sissejuhatus
Põhiosa
Sideliinide arengu ajalugu
Optiliste sidekaablite disain ja omadused
Optilised kiud ja nende valmistamise omadused
Optiliste kaablite kujundused
Põhinõuded sideliinidele
Optiliste kaablite eelised ja puudused
Järeldus
Bibliograafia
Sissejuhatus
Tänapäeval vajavad SRÜ riikide piirkonnad rohkem kui kunagi varem suhtlust nii kvantitatiivselt kui ka kvalitatiivselt. Piirkondade juhtidele teeb muret eelkõige selle probleemi sotsiaalne aspekt, sest telefon on esmatähtis. Suhtlemine mõjutab ka piirkonna majandusarengut, selle investeerimisatraktiivsust. Samal ajal otsivad telekommunikatsioonioperaatorid, kes kulutavad palju vaeva ja raha laguneva telefonivõrgu toetamiseks, endiselt raha oma võrkude arendamiseks, digiteerimiseks ning fiiberoptiliste ja traadita tehnoloogiate kasutuselevõtuks.
Praegusel hetkel on olukord, kus peaaegu kõik suuremad Venemaa osakonnad viivad läbi oma telekommunikatsioonivõrkude ulatuslikku moderniseerimist.
Viimasel kommunikatsioonivaldkonna arenguperioodil on enim levinud optilised kaablid (OC) ja fiiberoptilised ülekandesüsteemid (FOTS), mis oma omaduste poolest ületavad kaugelt kõiki sidesüsteemi traditsioonilisi kaableid. Side fiiberoptiliste kaablite kaudu on teaduse ja tehnika arengu üks peamisi suundi. Optilisi süsteeme ja kaableid ei kasutata mitte ainult linna- ja kaugtelefonside korraldamiseks, vaid ka kaabeltelevisiooni, videotelefoni, raadioringhäälingu, arvutitehnoloogia, tehnoloogilise side jms jaoks.
Fiiberoptilist sidet kasutades suureneb edastatava teabe hulk hüppeliselt võrreldes selliste laialt levinud vahenditega nagu satelliitside ja raadioreleeliinid, see on tingitud asjaolust, et fiiberoptiliste edastussüsteemide ribalaius on laiem.
Iga sidesüsteemi puhul on olulised kolm tegurit:
Süsteemi infomaht, väljendatuna sidekanalite arvus või infoedastuskiirus, väljendatuna bittides sekundis;
Sumbumine, mis määrab regenereerimissektsiooni maksimaalse pikkuse;
Vastupidavus keskkonnamõjudele;
Kõige olulisem tegur optiliste süsteemide ja sidekaablite väljatöötamisel oli optilise kvantgeneraatori – laseri – ilmumine. Sõna laser koosneb fraasi Light Amplification by Emission of Radiation – valguse võimendamine indutseeritud kiirgusega – esimestest tähtedest. Lasersüsteemid töötavad optilise lainepikkuse vahemikus. Kui kaabli edastamiseks kasutatakse sagedusi - megahertsi ja lainejuhtide jaoks - gigahertse, siis lasersüsteemide jaoks kasutatakse optilise lainevahemiku nähtavat ja infrapunaspektrit (sadu gigahertsi).
Fiiberoptiliste sidesüsteemide juhtsüsteemid on dielektrilised lainejuhid ehk kiud, nagu neid väikeste põikimõõtmete ja saamismeetodi tõttu kutsutakse. Esimese kiu tootmise ajal oli sumbumine suurusjärgus 1000 dB/km, mis tulenes kius leiduvatest erinevatest lisanditest tingitud kadudest. 1970. aastal loodi optilised kiud, mille sumbumine oli 20 dB/km. Selle kiu südamik valmistati kvartsist, millele oli lisatud titaani, et suurendada murdumisnäitaja, ja puhas kvarts oli kattekihina. 1974. aastal sumbumist vähendati 4 dB / km-ni ja 1979. a. Saadi optilised kiud, mille sumbumine oli 0,2 dB/km lainepikkusel 1,55 μm.
Väikeste kadudega valgusjuhtide saamise tehnoloogia areng stimuleeris tööd fiiberoptiliste sideliinide loomisel.
Kiudoptilistel sideliinidel on tavapäraste kaabelliinide ees järgmised eelised:
Kõrge mürakindlus, tundlikkus väliste elektromagnetväljade suhtes ja praktiliselt puudub kaablis kokku pandud üksikute kiudude vaheline läbirääkimine.
Oluliselt suurem ribalaius.
Väike kaal ja üldmõõtmed. See vähendab optilise kaabli paigaldamise kulusid ja aega.
Täielik elektriisolatsioon sidesüsteemi sisendi ja väljundi vahel, seega pole vaja ühist saatja ja vastuvõtja maandust. Optilist kaablit saate parandada ilma seadet välja lülitamata.
Lühiste puudumine, mille tulemusena saab optiliste kiudude abil läbida ohtlikke alasid, kartmata lühiseid, mis on põlevate ja tuleohtlike ainetega piirkondades tulekahju põhjuseks.
Potentsiaalselt madalad kulud. Kuigi optilised kiud on valmistatud üliläbipaistvast klaasist, mille lisandeid on vähem kui mõni miljondikosa, ei ole nende maksumus masstootmisel kõrge. Lisaks ei kasutata optiliste kiudude tootmisel nii kalleid metalle nagu vask ja plii, mille varud Maal on piiratud. Koaksiaalkaablite ja lainejuhtide elektriliinide maksumus tõuseb pidevalt nii vasepuuduse kui ka vase ja alumiiniumi tootmise energiakulude suurenemise tõttu.
Kiudoptiliste sideliinide (FOCL) arendamisel on kogu maailmas tehtud tohutuid edusamme. Praegu toodavad kiudoptilisi kaableid ja nende ülekandesüsteeme paljud maailma riigid.
Erilist tähelepanu pööratakse siin ja välismaal ühemoodiliste optiliste kaablite kaudu edastussüsteemide loomisele ja juurutamisele, mida peetakse sidetehnoloogia arengu kõige perspektiivikamaks suunaks. Ühemoodiliste süsteemide eeliseks on võimalus edastada suur teabevoog vajalike vahemaade tagant koos suurte regenereerimislõikude pikkustega. Juba praegu on olemas kiudoptilised liinid suure hulga kanalite jaoks regenereerimissektsiooni pikkusega 100 ... 150 km. Viimasel ajal toodetakse USA-s aastas 1,6 miljonit km. optilised kiud, millest 80% on ühe koldega versioonis.
Laialdaselt on kasutatud kaasaegseid kodumaiseid teise põlvkonna fiiberoptilisi kaableid, mille tootmist on kodumaine kaablitööstus õppinud, need hõlmavad järgmist tüüpi kaableid:
OKK - linna telefonivõrkudele;
OKZ - intratsooniliseks;
OKL - magistraalsidevõrkude jaoks;
Kiudoptilisi ülekandesüsteeme kasutatakse peamise VSS-võrgu kõigis osades magistraal-, tsooni- ja kohaliku side jaoks. Sellistele ülekandesüsteemidele esitatavad nõuded erinevad kanalite arvu, parameetrite ning tehniliste ja majanduslike näitajate poolest.
Magistraal- ja tsoonivõrkudes kasutatakse digitaalseid fiiberoptilisi edastussüsteeme, kohtvõrkudes kasutatakse keskjaamade vaheliste ühendusliinide korraldamiseks ka digitaalseid fiiberoptilisi ülekandesüsteeme ning võrgu abonendiosas saab kasutada nii analoog- (näiteks telekanali korraldamiseks) kui ka digitaalseid edastussüsteeme.
Peamiste ülekandesüsteemide lineaarteede maksimaalne pikkus on 12 500 km. Keskmise pikkusega ca 500 km. Tsoonisisese primaarvõrgu ülekandesüsteemide lineaarsete teede maksimaalne pikkus ei tohi ületada 600 km. Keskmise pikkusega 200 km. Erinevate ülekandesüsteemide linnaühenduste liinide maksimaalne pikkus on 80...100 km.
Inimesel on viis meelt, kuid üks neist on eriti oluline – see on nägemine. Silmade kaudu tajub inimene enamust informatsiooni ümbritseva maailma kohta 100 korda rohkem kui kuulmise kaudu, rääkimata puudutusest, lõhnast ja maitsest.
kasutas signaalide andmiseks tuld ja seejärel erinevat tüüpi kunstlikke valgusallikaid. Nüüd oli inimese käes nii valgusallikas kui ka valguse modulatsiooniprotsess. Ta ehitas tegelikult selle, mida tänapäeval nimetatakse optiliseks sideliiniks või optiliseks sidesüsteemiks, mis sisaldab saatja (allika), modulaatori, optilise kaabli liini ja vastuvõtja (silm). Olles defineerinud mehaanilise signaali muundamise optiliseks modulatsiooniks, näiteks valgusallika avamiseks ja sulgemiseks, võime jälgida vastuvõtjas pöördprotsessi - demodulatsiooni: optilise signaali muundamine erinevat tüüpi signaaliks edasiseks töötlemiseks vastuvõtjas.
Selline töötlemine võib olla näiteks teisendus
silma valguskujutis elektriliste impulsside jadaks
inimese närvisüsteem. Aju kaasatakse töötlemisprotsessi ahela viimase lülina.
Teine väga oluline sõnumi edastamisel kasutatav parameeter on modulatsioonikiirus. Silm on selles suhtes piiratud. See on hästi kohanenud ümbritseva maailma keerukate piltide tajumiseks ja analüüsimiseks, kuid ei suuda jälgida lihtsaid heleduse kõikumisi, kui need järgivad kiiremini kui 16 korda sekundis.
Sideliinide arengu ajalugu
Sideliinid tekkisid samaaegselt elektrilise telegraafi tulekuga. Esimesed sideliinid olid kaabel. Kaabli konstruktsiooni ebatäiuslikkuse tõttu andsid maakaabli sideliinid aga peagi teed õhuliinidele. Esimene kaugõhuliin ehitati 1854. aastal Peterburi ja Varssavi vahele. Eelmise sajandi 70. aastate alguses ehitati Peterburist Vladivostokki umbes 10 tuhande km pikkune telegraafi õhuliin. 1939. aastal võeti kasutusele maailma suurim kõrgsageduslik telefoniliin Moskva-Habarovsk, pikkune 8300 km.
Esimeste kaabliliinide loomine on seotud vene teadlase P. L. Schillingu nimega. Juba 1812. aastal demonstreeris Schilling Peterburis meremiinide plahvatusi, kasutades selleks enda loodud isoleeritud juhti.
1851. aastal, samaaegselt Moskva ja Peterburi vahelise raudtee ehitamisega, pandi gutapertšiga isoleeritud telegraafikaabel. Esimesed merekaablid rajati 1852. aastal üle Põhja-Dvina ja 1879. aastal üle Kaspia mere Bakuu ja Krasnovodski vahel. 1866. aastal võeti kasutusele Atlandi-ülene kaabeltelegraafiliin Prantsusmaa ja USA vahel.
Aastatel 1882-1884. Moskvas, Petrogradis, Riias, Odessas ehitati esimesed linnatelefonivõrgud Venemaal. Eelmise sajandi 90ndatel peatati Moskva ja Petrogradi linnatelefonivõrkudes esimesed kuni 54 juhtmega kaablid. 1901. aastal alustati linna maa-aluse telefonivõrgu rajamist.
Sidekaablite esimesed konstruktsioonid, mis pärinevad 20. sajandi algusest, võimaldasid telefoniedastust läbi viia lühikeste vahemaade tagant. Need olid nn linna telefonikaablid õhk-paberisolatsiooniga ja paarikaupa keeratud. Aastatel 1900-1902. edastusulatust püüti edukalt suurendada kaablite induktiivsuse kunstliku suurendamise teel, kaasates ahelasse induktiivpoolid (Pupini ettepanek), samuti kasutati ferromagnetilise mähisega juhtivaid juhtmeid (Kruppa ettepanek). Sellised meetodid võimaldasid sellel etapil telegraafi- ja telefoniside ulatust mitu korda suurendada.
Oluliseks etapiks sidetehnoloogia arengus oli leiutamine ja alates 1912.-1913. elektrooniliste lampide tootmise valdamine. 1917. aastal töötas V. I. Kovalenkov välja ja katsetas liinil elektroonilisi torusid kasutades telefonivõimendit. 1923. aastal tehti telefoniühendus võimenditega liinil Harkov-Moskva-Petrograd.
1930. aastatel hakati arendama mitme kanaliga ülekandesüsteeme. Seejärel viis soov laiendada edastatavate sageduste ulatust ja suurendada liinide ribalaiust uut tüüpi kaablite, nn koaksiaalkaablite loomiseni. Kuid nende masstootmine pärineb alles aastast 1935, mil ilmusid uued kvaliteetsed dielektrikud nagu eskapoon, kõrgsageduskeraamika, polüstüreen, styroflex jne. Need kaablid võimaldavad edastada energiat voolusagedusel kuni mitu miljonit hertsi ja edastada telesaateid pikkade vahemaade taha. Esimene koaksiaalliin 240 HF telefonikanali jaoks rajati aastal 1936. Esimesed Atlandi-ülesed merekaablid, mis rajati 1856. aastal, korraldasid ainult telegraafisidet ning alles 100 aastat hiljem, 1956. aastal, ehitati Euroopa ja Ameerika vahele veealune koaksiaalmagistraal mitmekanalilise telefoniside jaoks.
Aastatel 1965-1967. Lairiba teabe edastamiseks ilmusid eksperimentaalsed lainejuhi sideliinid, aga ka väga madala sumbumisega krüogeensed ülijuhtivad kaabliliinid. Alates 1970. aastast on aktiivselt arendatud tööd valgusjuhtide ja optiliste kaablite loomisel, kasutades optilise laine vahemikus nähtavat ja infrapunakiirgust.
Fiiberoptilise side kiires arengus mängis otsustavat rolli fiiberoptilise kommunikatsiooni kiudvalgusjuhi loomine ja pooljuhtlaseri pideva genereerimise saavutamine. 1980. aastate alguseks olid fiiberoptilised sidesüsteemid välja töötatud ja reaalsetes tingimustes testitud. Selliste süsteemide peamisteks rakendusaladeks on telefonivõrk, kaabeltelevisioon, objektisisene side, arvutitehnoloogia, protsesside juhtimis- ja juhtimissüsteemid jne.
Venemaal ja teistes riikides on rajatud fiiberoptilisi linna- ja kaugsideliine. Neile on antud juhtiv koht sidetööstuse teaduslikus ja tehnoloogilises arengus.
Optiliste sidekaablite disain ja omadused
Optiliste sidekaablite sordid
Optiline kaabel koosneb kindla süsteemi järgi keerutatud kvartsklaasist optilistest kiududest (valgusjuhid), mis on ümbritsetud ühise kaitseümbrisega. Vajadusel võib kaabel sisaldada toite- (tugevdus-) ja summutuselemente.
Olemasolevad OK-d võib nende otstarbe järgi liigitada kolme rühma: peamised, tsoonilised ja linnalised. Veealune, objekt ja paigaldus OK on eraldatud eraldi rühmadesse.
Trunk OK on ette nähtud teabe edastamiseks pikkade vahemaade ja paljude kanalite kaudu. Neil peab olema madal sumbumine ja hajuvus ning suur teabe läbilaskevõime. Kasutatakse ühemoodilist kiudu, mille südamik ja ümbris on 8/125 µm. Lainepikkus 1,3...1,55 µm.
Tsoonide OK-de eesmärk on korraldada mitmekanalilist sidet piirkondliku keskuse ja piirkondade vahel, mille side ulatus on kuni 250 km. Kasutatakse gradientkiude mõõtmetega 50/125 µm. Lainepikkus 1,3 µm.
Linna automaatsete telefonijaamade ja sidekeskuste vahelise ühendusena kasutatakse City OK. Need on mõeldud lühikeste vahemaade jaoks (kuni |10 km) ja suure hulga kanalite jaoks. Kiud - gradient (50/125 mikronit). Lainepikkus 0,85 ja 1,3 µm. Need liinid töötavad reeglina ilma vahepealsete lineaarsete regeneraatoriteta.
Allveelaev OK mõeldud suhtlemiseks läbi suurte veetõkete. Neil peab olema kõrge mehaaniline tõmbetugevus ja usaldusväärsed niiskuskindlad katted. Samuti on oluline, et allveelaevade side oleks madal sumbumine ja pikk regenereerimispikkus.
Objekti OK-de eesmärk on edastada teavet objekti sees. See hõlmab institutsionaalset ja videotelefoni sidet, kaabeltelevisiooni sisevõrku, aga ka mobiilsete objektide (lennuk, laev jne) pardainfosüsteeme.
Kinnitus OK kasutatakse seadmete siseseks ja üksusesiseseks paigaldamiseks. Need on valmistatud kimpude või lamedate paelte kujul.
Optilised kiud ja nende valmistamise omadused
OK põhielement on valguskiud (optiline kiud), mis on valmistatud õhukese silindrikujulise klaaskiu kujul, mille kaudu edastatakse valgussignaale lainepikkusega 0,85 ... 1,6 μm, mis vastab sagedusvahemikule (2,3 ... 1,2) 10 14 Hz.
Valgusjuht on kahekihilise disainiga ning koosneb südamikust ja erinevate murdumisnäitajatega kattest. Südamik on mõeldud elektromagnetilise energia edastamiseks. Kesta eesmärk on luua parimad tingimused peegeldumiseks "core-shell" liidesel ja kaitse ümbritseva ruumi häirete eest.
Kiu südamik koosneb reeglina kvartsist ja kattekiht võib olla kvarts või polümeer. Esimest kiudu nimetatakse kvartskvartsiks ja teist kvartspolümeeriks (räniorgaaniline ühend). Füüsikalis-optilistest omadustest lähtuvalt eelistatakse esimest. Kvartsklaasil on järgmised omadused: murdumisnäitaja 1,46, soojusjuhtivus 1,4 W/mk, tihedus 2203 kg/m 3.
Valgusjuhi välisküljel on kaitsekate, mis kaitseb seda mehaaniliste mõjude ja värvide eest. Kaitsekate on tavaliselt valmistatud kahes kihis: esiteks räniorgaaniline ühend (SIEL) ja seejärel epoksüakrülaat, fluoroplast, nailon, polüetüleen või lakk. Kiu üldläbimõõt 500...800 µm
Olemasolevates optiliste kiudude konstruktsioonides kasutatakse kolme tüüpi optilisi kiude: astmeline südamiku läbimõõduga 50 μm, gradient südamiku kompleksse (paraboolse) murdumisnäitaja profiiliga ja ühemoodiline õhukese südamikuga (6 ... 8 μm)
Sagedusriba laiuse ja edastusulatuse osas on parimad ühemoodilised kiud ja halvimad astmelised.
Optilise side kõige olulisem probleem on väikeste kadudega optiliste kiudude (OF) loomine. Kvartsklaasi kasutatakse lähtematerjalina optiliste kiudude valmistamisel, mis on hea keskkond valgusenergia levimiseks. Kuid reeglina sisaldab klaas suurel hulgal võõrlisandeid, näiteks metalle (raud, koobalt, nikkel, vask) ja hüdroksüülrühmi (OH). Need lisandid põhjustavad valguse neeldumisest ja hajumisest tingitud kadude märkimisväärset suurenemist. Väikeste kadude ja sumbumisega OF saamiseks on vaja vabaneda lisanditest, et oleks keemiliselt puhas klaas.
Praegu on kõige laialdasemalt kasutatav meetod väikeste kadudega OF loomiseks keemiline aurustamine-sadestamine.
OF saamine keemilise aur-sadestamise teel toimub kahes etapis: valmistatakse kahekihiline kvartsist toorik ja sellest tõmmatakse kiud. Toorik valmistatakse järgmiselt
Klooritud kvartsi ja hapniku juga juhitakse õõnsasse kvartstorusse, mille murdumisnäitaja on 0,5...2 m ja läbimõõt 16...18 mm. Kõrgel temperatuuril (1500...1700°C) toimuva keemilise reaktsiooni tulemusena ladestub puhas kvarts kihtidena toru sisepinnale. Seega täidetakse kogu toru sisemine õõnsus, välja arvatud keskosa. Selle õhukanali kõrvaldamiseks rakendatakse veelgi kõrgemat temperatuuri (1900°C), mille tõttu toimub kokkuvarisemine ja torujas toorik muundatakse tahkeks silindriliseks tooriks. Puhas sadestunud kvarts muutub seejärel murdumisnäitajaga optilise kiu tuumaks ,
ja toru ise toimib murdumisnäitajaga kestana .
Kiu tõmbamine töödeldavast detailist ja selle mähimine vastuvõtutrumlile toimub klaasi pehmenemistemperatuuril (1800...2200°C). 1 m pikkusest toorikust saadakse üle 1 km optilist kiudu.
Selle meetodi eeliseks pole mitte ainult keemiliselt puhta kvartsi südamikuga OF saamine, vaid ka võimalus luua antud murdumisnäitaja profiiliga gradientkiude. Seda tehakse: kasutades legeeritud kvartsi titaani, germaaniumi, boori, fosfori või muude reaktiividega. Sõltuvalt kasutatavast lisandist võib kiu murdumisnäitaja varieeruda. Niisiis suureneb germaanium ja boor vähendab murdumisnäitajat. Valides legeeritud kvartsi retsepti ja jälgides toru sisepinnale ladestunud kihtides teatud kogust lisaainet, on võimalik tagada vajalik muutuste muster kiusüdamiku ristlõike ulatuses.
Optiliste kaablite kujundused
OK konstruktsioonid määrab peamiselt nende kasutusotstarve ja ulatus. Sellega seoses on palju konstruktiivseid võimalusi. Praegu arendatakse ja toodetakse erinevates riikides suurt hulka kaablitüüpe.
Kogu olemasolevate kaablitüüpide mitmekesisuse võib aga jagada kolme rühma
kontsentrilised keerdunud kaablid
kujuga südamikuga kaablid
lamedad lintkaablid.
Esimese rühma kaablitel on traditsiooniline keerutatud kontsentriline südamik, mis sarnaneb elektrikaablitega. Südamiku igal järgneval mähisel on eelmisega võrreldes kuus rohkem kiudu. Sellised kaablid on tuntud peamiselt kiudude arvuga 7, 12, 19. Enamasti paiknevad kiud eraldi plasttorudes, moodustades mooduleid.
Teise rühma kaablitel on keskel figuurne plastiksüdamik, millesse on asetatud optilised kiud. Sooned ja vastavalt ka kiud paiknevad piki helikoidi ja seetõttu ei avalda need pilule pikisuunalist mõju. Sellised kaablid võivad sisaldada 4, 6, 8 ja 10 kiudu. Kui on vaja suure võimsusega kaablit, siis kasutatakse mitut primaarmoodulit.
Linttüüpi kaabel koosneb lamedate plastlintide virnast, millesse on paigaldatud teatud arv optilisi kiude. Kõige sagedamini on lindis 12 kiudu ning lintide arv on 6, 8 ja 12. 12 lindiga võib selline kaabel sisaldada 144 kiudu.
Optilistes kaablites, välja arvatud OB , sisaldab tavaliselt järgmisi elemente:
jõu(tugevdus)vardad, mis võtavad vastu pikisuunalise koormuse, katkemisel;
täiteained pidevate plastniitide kujul;
tugevdavad elemendid, mis suurendavad kaabli vastupidavust mehaanilise pinge all;
välised kaitsekestad, mis kaitsevad kaablit niiskuse, kahjulike ainete aurude ja väliste mehaaniliste mõjude eest.
Huvi pakuvad OK Prantsuse toodang. Need on reeglina komplekteeritud ühtsetest moodulitest, mis koosnevad 4 mm läbimõõduga plastvardast, mille perimeetril on ribid, ja kümnest OB-st, mis asuvad piki selle varda perifeeriat. Kaablid sisaldavad 1, 4, 7 sellist moodulit. Väljaspool on kaablitel alumiiniumist ja seejärel polüetüleenkest.
Ameerika kaabel, mida GTS-is laialdaselt kasutatakse, on lamedate plastlintide virn, mis sisaldab 12 OF-i. Kaablil võib olla 4 kuni 12 linti, mis sisaldavad 48-144 kiudu.
Inglismaal ehitati OF-i sisaldavate faasijuhtmetega eksperimentaalne elektriülekandeliin tehnoloogiliseks sideks piki elektriliine. Elektriliini juhtme keskel on neli OB-d.
Kasutatakse ka peatatud OK. Neil on kaabliümbrisesse põimitud metallkaabel. Kaablid on ette nähtud riputamiseks piki õhuliinide tugesid ja hoonete seinu.
Veealuse side jaoks on OK reeglina konstrueeritud terastraadist valmistatud välimise soomuskattega (joonis 11). Keskel on kuue OB-ga moodul. Kaablil on vasest või alumiiniumist toru. Toru-vesi ahela kaudu suunatakse veealustesse järelevalveta võimenduspunktidesse kaugtoiteallika vool.
Põhinõuded sideliinidele
Üldiselt võib kõrgelt arenenud kaasaegse telekommunikatsioonitehnoloogia poolt kaugsideliinidele seatud nõuded sõnastada järgmiselt:
side kuni 12 500 km kaugusel riigisiseselt ja kuni 25 000 km rahvusvahelise side jaoks;
lairibaühendus ja sobivus erinevat tüüpi kaasaegse teabe edastamiseks (televisioon, telefon, andmeedastus, ringhääling, ajalehtede lehekülgede edastamine jne);
vooluahelate kaitse vastastikuste ja väliste häirete, samuti äikese ja korrosiooni eest;
liini elektriliste parameetrite stabiilsus, side stabiilsus ja töökindlus;
sidesüsteemi kui terviku tõhusust.
Vastavalt sellele areneb kaablitehnoloogia järgmistes suundades:
Valdavalt areneb koaksiaalsüsteeme, mis võimaldavad ühe kaabliga sidesüsteemi kaudu korraldada võimsaid sidekiirte ja edastada teleprogramme pikkade vahemaade taha.
Paljutõotavate kommunikatsiooni OK-de loomine ja juurutamine, mis pakuvad suurt hulka kanaleid ja ei vaja nende tootmiseks defitsiitseid metalle (vask, plii).
Plastiku (polüetüleen, polüstüreen, polüpropüleen jne) laialdane kasutuselevõtt kaablitehnoloogiasse, millel on head elektrilised ja mehaanilised omadused ning mis võimaldavad tootmist automatiseerida.
Alumiiniumist, terasest ja plastikust kestade kasutuselevõtt plii asemel. Mantlid peavad olema õhutihedad ja tagama kaabli elektriliste parameetrite stabiilsuse kogu kasutusaja jooksul.
Tsoonisisese side (ühe-koaksiaal-, ühe-nelja-, soomuseta) ökonoomse konstruktsiooni väljatöötamine ja tootmisse juurutamine.
Varjestatud kaablite loomine, mis kaitsevad usaldusväärselt nende kaudu edastatavat teavet väliste elektromagnetiliste mõjude ja äikesetormide eest, eelkõige kahekihiliste alumiiniumterasest ja alumiiniumplii tüüpi kaablite loomine.
Sidekaablite isolatsiooni elektrilise tugevuse suurendamine. Kaasaegne kaabel peab üheaegselt omama nii kõrgsageduskaabli kui ka toiteelektrikaabli omadusi ning tagama kõrgepingevoolude edastamise järelevalveta võimenduspunktide kaugtoiteallikaks pikkade vahemaade tagant.
Lisaks värviliste metallide ja eelkõige vase säästmisele on optilistel kaablitel järgmised eelised:
lairibaühendus, võimalus edastada suurt teabevoogu (mitu tuhat kanalit);
väikesed kaod ja vastavalt suured saatelõikude pikkused (30...70 ja 100 km);
väikesed üldmõõtmed ja kaal (10 korda vähem kui elektrikaablid);
kõrge kaitse välismõjude ja läbirääkimiste eest;
usaldusväärne ohutustehnika (ilma sädemete ja lühisteta).
Optiliste kaablite puudused hõlmavad järgmist:
optiliste kiudude vastuvõtlikkus kiirgusele, mille tõttu tekivad pimenduslaigud ja suureneb sumbumine;
klaasi vesiniku korrosioon, mis põhjustab optilises kius mikropragusid ja selle omaduste halvenemist.
Fiiberoptilise side eelised ja puudused
Avatud sidesüsteemide eelised:
Suurem vastuvõetud signaali võimsuse ja kiirgusvõimsuse suhe saatja ja vastuvõtja antennide väiksemate avadega.
Parem ruumiline eraldusvõime väiksemate saatja ja vastuvõtja antenni avadega
Väga väikesed edastus- ja vastuvõtumoodulite mõõtmed, mida kasutatakse sidepidamiseks kuni 1 km kaugusel
Hea suhtlussaladus
Elektromagnetkiirguse spektri kasutamata osa väljatöötamine
Sidesüsteemi kasutamiseks pole vaja luba hankida
Avatud sidesüsteemide puudused:
Madal sobivus raadiosaadete edastamiseks laserkiire suure suunatavuse tõttu.
Saatja ja vastuvõtja antennide kõrge nõutav suunamistäpsus
Optiliste emitterite madal efektiivsus
Suhteliselt kõrge müratase vastuvõtjas, mis on osaliselt tingitud optilise signaali tuvastamise protsessi kvantloomusest
Atmosfääri karakteristikute mõju kommunikatsiooni usaldusväärsusele
Riistvara rikke võimalus.
Juhtimissüsteemide eelised:
Võimalus saada madala sumbuvuse ja dispersiooniga optilisi kiude, mis võimaldab muuta repiiterite vahemaad suured (10 ... 50 km)
Väikese läbimõõduga ühekiuline kaabel
Kiudude painde lubatavus väikeste raadiuste korral
Suure teabe läbilaskevõimega optilise kaabli väike kaal
Madala hinnaga kiudmaterjal
Võimalus saada optilisi kaableid, millel puudub elektrijuhtivus ja induktiivsus
Tähelepanelik läbirääkimine
Kõrge sidesaladus: signaali pealtkuulamine on võimalik ainult siis, kui on otseühendus eraldi kiudoptiga
Paindlikkus vajaliku ribalaiuse rakendamisel: erinevat tüüpi valgusjuhikud võimaldavad teil asendada elektrikaableid kõigi hierarhia tasandite digitaalsetes sidesüsteemides
Sidesüsteemi pideva täiustamise võimalus
Juhtimissüsteemide puudused:
Optiliste kiudude ühendamise (liitumise) raskused
Vajadus paigaldada optilisse kaablisse täiendavad elektrit juhtivad südamikud, et anda toide kaugjuhitavatele seadmetele
Optilise kiu tundlikkus vee mõju suhtes, kui see kaablisse siseneb
Optiliste kiudude tundlikkus ioniseeriva kiirguse suhtes
Piiratud kiirgusvõimsusega optilise kiirguse allikate madal efektiivsus
Raskused mitme juurdepääsu (paralleel) juurdepääsu režiimi rakendamisel ajajaotussiiniga
Kõrge müratase vastuvõtjas
Fiiberoptika arendamise ja rakendamise suunad
Avanenud on laiad silmaringid OC ja fiiberoptiliste ülekandesüsteemide praktiliseks rakendamiseks sellistes rahvamajanduse sektorites nagu raadioelektroonika, arvutiteadus, side, arvutitehnoloogia, kosmos, meditsiin, holograafia, masinaehitus, tuumaenergeetika jne. Fiiberoptika areneb kuues valdkonnas:
mitmekanalilised teabeedastussüsteemid;
kaabeltelevisioon;
kohalikud arvutivõrgud;
Andurid ja süsteemid teabe kogumiseks, töötlemiseks ja edastamiseks;
side ja telemehaanika kõrgepingeliinidel;
mobiilsete objektide varustus ja paigaldus.
Optiliste süsteemide kasutamine kaabeltelevisioonis tagab kõrge pildikvaliteedi ja avardab oluliselt üksikute abonentide infoteenuse võimalusi. Sel juhul rakendatakse kohandatud vastuvõtusüsteemi ja tellijatele luuakse võimalus saada oma teleriekraanidele ajalehtede lehekülgi, ajakirjade lehekülgi ja viiteandmeid raamatukogust ja hariduskeskustest.
OK alusel luuakse erineva topoloogiaga (rõngas, täht jne) lokaalsed arvutivõrgud. Sellised võrgud võimaldavad ühendada arvutuskeskused ühtseks infosüsteemiks, millel on suur ribalaius, parem kvaliteet ja kaitse volitamata juurdepääsu eest.
Hiljuti on fiiberoptilise tehnoloogia arendamisel ilmnenud uus suund - infrapuna keskmise lainepikkuse vahemiku 2 ... 10 mikroni kasutamine. Eeldatavasti ei ületa kaod selles vahemikus 0,02 dB/km. See võimaldab sidet pikkade vahemaade tagant kuni 1000 km pikkuste regenereerimiskohtadega. Fluor- ja kalkogeniidklaaside uurimine, millele on lisatud tsirkooniumi, baariumi ja muid infrapuna lainepikkuste vahemikus üliläbipaistvaid ühendeid, võimaldab veelgi suurendada regenereerimissektsiooni pikkust.
Uusi huvitavaid tulemusi on oodata mittelineaarsete optiliste nähtuste, eelkõige optilise impulsi levimise solitonirežiimi kasutamisel, kui impulss võib levida ilma kuju muutmata või perioodiliselt muuta oma kuju piki kiudu levimise protsessis. Selle nähtuse kasutamine kiudvalgusjuhtides suurendab oluliselt edastatava teabe hulka ja side ulatust ilma repiitereid kasutamata.
Väga paljutõotav on rakendada FOCL-is kanalite sagedusjaotuse meetodit, mis seisneb selles, et kiudu juhitakse korraga mitmest erineval sagedusel töötavast allikast kiirgus ning vastuvõtuotsas eraldatakse signaalid optiliste filtrite abil. Seda kanalite eraldamise meetodit FOCL-is nimetatakse spektraalseks multipleksimiseks või multipleksimiseks.
FOCL-i abonendivõrkude rajamisel on lisaks traditsioonilisele radiaal-sõlme tüüpi telefonivõrgu struktuurile ette nähtud kaablisäästu tagavate ringvõrkude korraldamine.
Võib eeldada, et teise põlvkonna FOTS-is toimub regeneraatorites signaalide võimendamine ja muundamine optilistel sagedustel, kasutades integreeritud optika elemente ja vooluahelaid. See lihtsustab regeneratiivse võimendi ahelaid, parandab nende tõhusust ja töökindlust ning vähendab kulusid.
FOTS-i kolmanda põlvkonna puhul peaks see kasutama kõnesignaalide konverteerimist optilisteks otse akustiliste andurite abil. Optiline telefon on juba välja töötatud ja käimas on põhimõtteliselt uute automaatsete telefonikeskjaamade loomine, mis lülitavad valgust, mitte elektrisignaale. On näiteid mitme positsiooniga kiirete optiliste lülitite loomisest, mida saab kasutada optilisteks ümberlülitusteks.
OK ja digitaalsete edastussüsteemide baasil luuakse integreeritud mitmeotstarbeline võrk, mis hõlmab erinevat tüüpi infoedastust (telefoniteenused, televisioon, arvutite andmeedastus ja automatiseeritud juhtimissüsteemid, videotelefon, fototelegraaf, ajalehtede lehekülgede edastamine, teadete edastamine pankadest jne). Digitaalne PCM-kanal edastuskiirusega 64 Mbps (või 32 Mbps) võeti kasutusele ühtse kanalina.
QA ja FOTSi laialdaseks kasutamiseks on vaja lahendada mitmeid probleeme. Need hõlmavad peamiselt järgmist:
süsteemsete küsimuste uurimine ja OK kasutamise tehniliste ja majanduslike näitajate määramine sidevõrkudes;
ühemoodiliste kiudude, valgusjuhtide ja kaablite ning nende jaoks mõeldud optoelektrooniliste seadmete masstööstuslik tootmine;
niiskuskindluse ja OK töökindluse suurendamine metallkestade ja hüdrofoobse täitmise abil;
infrapuna lainepikkuste vahemiku 2...10 µm valdamine ja uued materjalid (fluoriid ja kalkogeniid) valgusjuhtide valmistamiseks, mis võimaldavad sidet pikkadel vahemaadel;
arvutitehnoloogia ja informaatika kohtvõrkude loomine;
OK tootmiseks vajalike testimis- ja mõõteseadmete, reflektomeetrite, testerite arendamine, FOCL konfiguratsioon ja töö;
ladumistehnoloogia mehhaniseerimine ja OK paigalduse automatiseerimine;
kiudvalgustite ja OK tööstusliku tootmise tehnoloogia täiustamine, nende maksumuse vähendamine;
soliton-edastusrežiimi uurimine ja juurutamine, mille puhul impulss surutakse kokku ja hajuvust vähendatakse;
OK spektraalmultipleksimise süsteemi ja seadmete väljatöötamine ja juurutamine;
mitmeotstarbelise integreeritud abonendivõrgu loomine;
saatjate ja vastuvõtjate loomine, mis muudavad heli otse valguseks ja valguse heliks;
elementide integreerimise astme suurendamine ja integreeritud optikaelemente kasutavate PCM-kanalimoodustavate seadmete kiirete üksuste loomine;
optiliste regeneraatorite loomine ilma optilisi signaale elektrilisteks muutmata;
sidesüsteemide edastavate ja vastuvõtvate optoelektrooniliste seadmete täiustamine, sidusa vastuvõtu arendamine;
tõhusate meetodite ja seadmete väljatöötamine tsooni- ja magistraalsidevõrkude vaheregeneraatorite toiteallikaks;
võrgu erinevate osade struktuuri optimeerimine, võttes arvesse süsteemide kasutamise iseärasusi OK-l;
optiliste kiudude kaudu edastatavate signaalide sageduse ja aja eraldamise seadmete ja meetodite täiustamine;
optilise kommutatsiooni süsteemi ja seadmete väljatöötamine.
Järeldus
Praeguseks on avanenud laiad silmaringid OK ja fiiberoptiliste ülekandesüsteemide praktiliseks rakendamiseks sellistes rahvamajanduse sektorites nagu raadioelektroonika, arvutiteadus, side, arvutitehnoloogia, kosmos, meditsiin, holograafia, masinaehitus, tuumaenergeetika jne.
Fiiberoptika areneb mitmes suunas ning ilma selleta pole tänapäevane tootmine ja elu võimalik.
Optiliste süsteemide kasutamine kaabeltelevisioonis tagab kõrge pildikvaliteedi ja avardab oluliselt üksikute abonentide infoteenuse võimalusi.
Fiiberoptilised andurid on võimelised töötama agressiivses keskkonnas, on töökindlad, väikese suurusega ega allu elektromagnetilistele mõjudele. Need võimaldavad teil distantsilt hinnata erinevaid füüsikalisi suurusi (temperatuur, rõhk, vool jne). Andureid kasutatakse nafta- ja gaasitööstuses, valve- ja tulekahjusignalisatsioonisüsteemides, autotehnikas jne.
Väga perspektiivikas on kasutada OK kõrgepingeliinidel (TL) tehnoloogilise side ja telemehaanika korraldamiseks. Optilised kiud on põimitud faasi või kaablisse. Siin on kanalid tugevalt kaitstud elektriliinide ja äikesetormide elektromagnetiliste mõjude eest.
OK kergus, väiksus, mittesüttivus muutis need väga kasulikuks lennukite, laevade ja muude mobiilsete seadmete paigaldamisel ja varustuses.
Bibliograafia
Optilised sidesüsteemid / J. Gower - M .: Raadio ja side, 1989;
Sideliinid / I. I. Grodnev, S. M. Vernik, L. N. Kochanovski. - M.: Raadio ja side, 1995;
Optilised kaablid / I. I. Grodnev, Yu. T. Larin, I. I. Teumen. - M.: Energoizdat, 1991;
Mitmekanaliliste sideliinide optilised kaablid / A. G. Muradyan, I. S. Goldfarb, V. N. Inozemtsev. - M.: Raadio ja side, 1987;
Kiudvalgusjuhikud teabe edastamiseks / J. E. Midwinter. - M.: Raadio ja side, 1983;
Fiiberoptilised sideliinid / II Grodnev. - M.: Raadio ja side, 1990
