450 g. BC e.- senie grieķu filozofi Demokrits un Kleoksens ierosināja izveidot optisko lāpas telegrāfu.
1600 g. - angļu zinātnieka Gilberta grāmata "Uz magnēta, magnētiskiem ķermeņiem un liela magnēta - Zeme". Tajā tika aprakstītas jau zināmās magnēta īpašības, kā arī paša autora atklājumi.
1663. gads. – Vācu zinātnieks Otto fon Gēriks veica eksperimentālus darbus, lai noteiktu unipolāri lādētu objektu elektrostatiskās atgrūšanās fenomenu.
1729. gads. – anglis Grejs atklāja elektrovadītspējas fenomenu.
1745. gads. – Vācu fiziķis Ēvalds Jirgens fon Kleists un nīderlandiešu fiziķis Pīters van Mušenbruks radīja Leidenas burku, pirmo kondensatoru.
1753. gads. — Leipcigas fiziķis Vinklers atklāja veidu, kā pārraidīt elektrisko strāvu caur vadiem.
1761. gads. – viens no izcilākajiem matemātiķiem, Sanktpēterburgas akadēmiķis Leonhards Eilers pirmo reizi izteica ideju par informācijas pārraidi ar ētera vibrāciju palīdzību.
1780. gads. - Galvani atklāja pirmo detektora dizainu, nevis mākslīgo, bet dabisko - bioloģisko.
1785. gads. – Franču fiziķis Šarls Kulons, elektrostatikas pamatlicējs, atklāja, ka elektrisko lādiņu mijiedarbības spēks ir proporcionāls to lielumiem un apgriezti proporcionāls attāluma kvadrātam starp tiem.
1793. gads. - K. Staps izgudroja "optisko telegrāfu".
1794. gads. - tika nodota ekspluatācijā pirmā "optiskā telegrāfa" līnija, kas uzbūvēta starp Lille un Parīzi (apmēram 250 km), kurā bija 22 starpstacijas (releja).
1800. gads. - Volta izgudroja galvanisko elementu - tā saukto "Voltaic kolonnu", kas kļuva par pirmo līdzstrāvas avotu.
1820. gads. Oerstedt atklāja savienojumu starp elektrisko strāvu un magnētisko lauku. Elektriskā strāva rada magnētisko lauku.
1820. gads. -A. M. Ampere atklāja elektrisko strāvu mijiedarbību un izveidoja šīs mijiedarbības likumu (Ampēra likumu).
1832. gads. - Pāvels Ļvovičs Šilings izgudroja rādītājtelegrāfa aparātu, kurā kā indikatori kalpoja piecas bultiņas.
1837. gads. - Amerikāņu zinātnieks C. Peidžs izveidoja tā saukto "grunting wire".
1838. gads– Vācu zinātnieks K. A. Šteingels izgudroja tā saukto zemējumu.
1838. gads. – S. Morze izgudroja sākotnējo neviendabīgo kodu.
1839. gads. - starp Sanktpēterburgu un Varšavu tika izbūvēta tolaik pasaulē garākā "optiskā telegrāfa" līnija (1200 km).
1841. gads. - Jacobi vadībā tika izbūvēta pirmā telegrāfa līnija starp Ziemas pili un ģenerālštābu.
1844. gads. - Morzes vadībā tika izbūvēta telegrāfa līnija starp Vašingtonu un Baltimoru ar kopējo garumu 65 km.
1850. gads. – B.S. Jacobi izstrādāja pasaulē pirmo telegrāfa aparātu (trīs gadus agrāk nekā Morze) ar saņemto ziņojumu tiešu drukāšanu, kurā, kā viņš teica, "rakstzīmju reģistrācija tika veikta, izmantojot tipogrāfisko fontu".
1851. gads. - Morzes kods ir nedaudz pārveidots un atzīts par starptautisku kodu.
1855. gads.– Franču telegrāfa mehāniķis E. Bodo izgudroja pirmo telegrāfa iespiedmašīnu.
1858. gads. - Vinstons izgudroja aparātu, kas izvada informāciju tieši tajā iebūvētajā telegrāfa lentē (moderna telegrāfa aparāta prototips).
1860. gads. - Frīdrihsdorfas (Vācija) skolas fizikas skolotājs Filips Reiss no improvizētiem līdzekļiem (korķis no mucas, adāmadata, veca salauzta vijole, izolētas stieples spole un galvaniskais elements) izveidoja aparātu principa demonstrēšanai. no auss.
1868. gads. -Mahlons Loomiss ASV kongresmeņu un zinātnieku grupai demonstrēja 22 km bezvadu savienojuma prototipa darbību.
1869. gads. - Harkovas universitātes profesors Ju.I.Morozovs izstrādāja raidītāju - mikrofona prototipu.
1872. gada 30. jūlijs– M. Loomisam tika izsniegts pasaulē pirmais patents (Nr. 129971) bezvadu telegrāfa sistēmai.
1872. gads. - Krievu inženieris A. N. Lodigins izgudroja pirmo elektrisko kvēlspuldzi, kas atklāja elektrovakuuma tehnoloģiju laikmetu.
1873. gads. - angļu fiziķis V. Krūks izgudroja ierīci - "radiometru".
1873. gads. -Maksvels apvienoja visus savus darbus "Elektrības un magnētisma doktrīnā".
1874. gads. – Bodo izveidoja vairāku drukāšanas kabeļu sistēmu.
1877 d. - D. E. Hjūzs izstrādāja telefona raidītāju, ko viņš sauca par mikrofonu.
1877. gads. - ASV pēc ungāru inženiera T. Puška projekta uzbūvēta pirmā telefona centrāle.
1878. gads. – Stjuarts nonāca pie secinājuma, ka Zemes atmosfērā ir jonizēts jonosfēras reģions - vadošs atmosfēras slānis, t.i., Zeme un jonosfēra ir kondensatora plāksnes.
1879. gads. – Krievu zinātnieks Mihalskis pirmais pasaulē izmantoja ogles pulveri mikrofonā. Šis princips tiek izmantots līdz mūsdienām.
1882. gads.– P. M. Golubitskis izgudroja ļoti jutīgu telefonu un izstrādāja galda telefonu ar sviru automātiskai ķēdes pārslēgšanai, mainot klausules pozīciju.
1883. gads. Edisons atklāja kvēldiega vielas izsmidzināšanas efektu elektriskā lampā.
1883. gads. - P. M. Golubitskis izveidoja telefonu ar diviem poliem, kas atrodas ekscentriski attiecībā pret membrānas centru, kas darbojas joprojām.
1883. gads. -P. M. Golubitskis izstrādāja mikrofonu ar oglekļa pulveri.
1886. gads. – G. Hercs izgudroja metodi elektromagnētisko viļņu noteikšanai.
1887. gads. - Krievu izgudrotājs K. A. Mosņitskis izveidoja “pašdarbības centrālo slēdzi” - automātisko telefonu centrāļu (ATS) priekšteci.
1887. gads. - tika veikti slavenie Heinriha Herca eksperimenti, kas pierādīja radioviļņu realitāti, kuru esamība izrietēja no Dž.K.Maksvela teorijas.
1889. gads. - Amerikāņu izgudrotājs A. G. Stranger saņēma patentu automātiskai telefona centrālei.
1890. gads. - slavenais franču fiziķis E. Brenlijs izgudroja ierīci, kas spēj reaģēt uz elektromagnētisko starojumu radio diapazonā. Detektors uztvērējā bija koheers.
1893. gads. - Krievijas izgudrotāji M. F. Freidenbergs un S. M. Berdičevskis - Apostolovs ierosināja savu "telefona savienotāju" - automātisko telefona centrāli ar stepper meklētājiem.
1895. gads. – M. F. Freidenbergs patentēja vienu no svarīgākajiem desmitgades soļu apmaiņas mezgliem - priekšselektoru (ierīci izsauktā abonenta automātiskai meklēšanai).
1896. gads. – Freidenbergs M. F. izveidoja mašīnu meklētāju ar reverso vadību no abonenta ierīcē uzstādītā reģistra.
1895. gada 25. aprīlis (7. maijs).. - A. S. Popova pirmā publiskā radio saites demonstrēšana. Šo dienu mūsu valstī katru gadu atzīmē kā Radio dienu.
1896. gada 24. (12.) marts- ar A. S. Popova aparatūras palīdzību tika pārraidīta pasaulē pirmā teksta radiogramma, kas ierakstīta telegrāfa lentē.
1896. gads. Freidenbergs patentēja mašīnas tipa meklētāju.
1896. gads. - Berdičevskis - Apostolovs izveidoja oriģinālo automātisko telefona centrāles sistēmu 11 tūkstošiem numuru.
1898. gads. – Starp Maskavu un Sanktpēterburgu tika izbūvēta pasaulē garākā gaisa telefona līnija (660 km).
1899. gada maijs. – Pirmo reizi skaļā formā raidījumu telegrammas pa galvas telefonu Krievijā klausījās A. S. Popova palīgi P. N. Ribkins un A. S. Troickis.
1899. gads. – A. S. Popovs bija pirmais, kurš izmantoja radiosakarus, lai glābtu kuģi un cilvēkus. Sakaru diapazons pārsniedza 40 km.
1900. gads. - Krievijas flotes kuģu radio bruņojuma sākums, t.i. praktiska un regulāra radiosakaru izmantošana militārajās lietās.
1900. gada 24. augusts- krievu zinātnieks Konstantīns Dmitrijevičs Perskis iepazīstināja ar televīzijas jēdzienu "televīzija".
1904. gads. Flemings, anglis, izgudroja lampas diodi.
1906. gads. - Amerikānis Lī de Forests izgudroja lampu ar vadības elektrodu - trīs elektrodu lampu, kas nodrošina iespēju pastiprināt maiņstrāvas.
1907. gada 25. jūlijs. - B. L. Rozings saņēma "Privilēģiju Nr. 18076" par uztveršanas cauruli "elektriskajam teleskopam". Caurules, kas paredzētas attēlu uztveršanai, vēlāk sauca par kineskopiem.
1912. gads. - V. I. Kovaļenkovs izstrādāja ģeneratora lampu ar ārēju anodu, kas atdzesēts ar ūdeni.
1913. gads. – Meisners atklāja iespēju pašaizraisīt svārstības ķēdē, kas satur elektronu cauruli un svārstību ķēdi.
1915. gads. – Krievu inženieris B. I. Kovaļenkovs izstrādāja un pielietoja pirmo dupleksā telefona apraidi triodēs.
1918. gads. – E. Ārmstrongs izgudroja superheterodīna uztvērēju.
1919. gads. – Šotkijs izgudroja tetrodu, kas praktisku pielietojumu atrada tikai 1924.-1929.gadā.
1922. gads. – O. V. Losevs atklāja pastiprināšanas efektu un augstfrekvences svārstību radīšanu ar kristālu palīdzību.
1922. gads. - radioamatieri atklāja īso viļņu īpašību izplatīties jebkurā attālumā, pateicoties refrakcijai atmosfēras augšējos slāņos un atstarošanas dēļ no tiem.
1923. gads. -Padomju zinātnieks Losevs O. V. pirmo reizi novēroja pusvadītāju (silīcija karbīda) diodes mirdzumu, kad caur to tika laista elektriskā strāva.
1929. gada marts Pirmās regulārās pārraides sākās Vācijā.
1930. gadi- tika apgūti metru viļņi, izplatoties taisnā līnijā, neliecoties ap zemes virsmu (t.i., redzamības līnijas ietvaros).
1930. gads. - Pamatojoties uz Langmuira darbu, parādījās pentodes.
1931. gada 29. aprīlis un 2. maijs- PSRS tika veikti pirmie televīzijas attēlu raidījumi pa radio. Tie tika īstenoti, sadalot attēlu 30 rindās.
1931. gada augusts– Vācu zinātnieks Manfrēds fon Ardēns pirmais pasaulē publiski demonstrēja pilnībā elektronisku televīzijas sistēmu, kuras pamatā ir ceļojoša stara sensors ar 90 līniju skenēšanu.
1931. gada 24. septembris– padomju zinātnieks S. I. Katajevs saņēma prioritāti raidošas caurules izgudrošanai ar lādiņa pildījumu, mozaīkas mērķi un komutāciju, izmantojot sekundāros elektronus.
1934. gads. – E. Ārmstrongs izgudroja frekvences modulāciju (FM).
1936. gads. - Padomju zinātnieki P. V. Timofejevs un P. V. Šmakovs izsniedza autorības sertifikātu katodstaru lampai ar attēla pārsūtīšanu.
1938. gads. - PSRS tika nodoti ekspluatācijā pirmie eksperimentālie televīzijas centri Maskavā un Ļeņingradā. Pārsūtītā attēla izšķirtspēja Maskavā bija 343 līnijas, bet Ļeņingradā - 240 līnijas ar ātrumu 25 kadri sekundē. 1940. gada 25. jūlijā tika apstiprināts 441 līnijas paplašināšanas standarts.
1938. gads. - PSRS sākās konsoļu uztvērēju sērijveida ražošana 343 TK-1 tipa līnijām ar ekrāna izmēru 14 × 18 cm.
1939. gads. - E. Ārmstrongs uzbūvēja pirmo radiostaciju, kas darbojās VHF radioviļņu joslā.
1940. gadi– apgūti decimetru un centimetru viļņi.
1948. gads. - Amerikāņu pētnieki Šoklija vadībā izgudroja pusvadītāju triodes tranzistoru.
1949. gads. - PSRS sākās televizoru KVN-49 sērijveida ražošana uz caurules ar diametru 17 cm (izstrādātāji V. K. Kenigsons, N. M. Varšavskis, N. A. Nikolaevskis).
1950. gada 4. marts– Maskavā izveidots pirmais uztverošā televīzijas tīkla pētniecības centrs.
1953 –1954. gads- PSRS tika izstrādāta pirmā sadzīves tehnika skaitītāju diapazona "Krabi" radioreleja sakariem. To izmantoja sakaru līnijā starp Krasnovodsku un Baku pāri Kaspijas jūrai.
50. gadu vidus– PSRS tika izstrādāta radioreleju iekārtu saime "Strela".
1957. gada 4. oktobris- Orbītā tika palaists pirmais padomju mākslīgais Zemes pavadonis (AES), sākās kosmosa sakaru ēra.
1958. gads. – Uz 4 GHz joslā strādājošā R-600 bāzes tika nodota ekspluatācijā pirmā galvenā radioreleja līnija Ļeņingrada-Tallina.
1960. gads. - Pirmā krāsu televīzijas pārraide Ļeņingradā notika no Ļeņingradas Elektrotehniskā sakaru institūta eksperimentālās stacijas.
1965. gads. - Kozitsky rūpnīca izstrādāja un ražoja pirmo lampu pusvadītāju televizoru "Vakars".
1965. gada 29. novembris– Tika veikta pirmā krāsu televīzijas programmu pārraide caur SECAM sistēmu no Maskavas uz Parīzi caur sakaru satelītu Molnija-1.
1966. gads. - Kuncevskas mehāniskā rūpnīca Maskavā izstrādāja un ražoja maza izmēra portatīvo televizoru "Jaunatne", kas pilnībā samontēts uz tranzistoriem.
1966. gada 28. maijs– Tika veikta pirmā krāsu televīzijas programmu pārraide caur SECAM sistēmu no Parīzes uz Maskavu caur sakaru satelītu Molnija-1.
1967. gada 2. novembris- Ekspluatācijā tika nodots staciju tīkls televīzijas programmu uztveršanai no mākslīgajiem Zemes pavadoņiem "Lightning - 1" ar nosaukumu "Orbita".
1967. gada 4. novembris- Nodeva ekspluatācijā PSRS Sakaru ministrijas Vissavienības radio un televīzijas raidstaciju.
1970. gads. – Īpaši tīra kvarca šķiedra ļāva pārraidīt gaismas staru līdz 2 km attālumā.
1982. gada 5. septembris– Pirmā satelīttelekonference "Maskava - Losandželosa", kas veltīta PSRS un ASV muzikālo grupu dialogam.
1988. gada aprīlis- PSRS sāka izmantot valkājamas televīzijas žurnālistikas iekārtas komplektu ar videomagnetofonu.
1999. gada februāris– daudzkanālu ciparu satelīttelevīzijas apraides sākšana (“NTV-plus”). Pārraidiet līdz 69 televīzijas kanāliem.
2004. gads. – Krievijas Federācijas valdība nolemj ieviest digitālās TV apraidi, izmantojot Eiropas DVB sistēmu.
Sakaru līniju attīstības vēsture Krievijā Pirmā tālsatiksmes gaisvadu līnija tika izbūvēta starp Sanktpēterburgu un Varšavu 1854. gadā. 1870. gados tika ierīkota gaisvadu sakaru līnija no Sanktpēterburgas līdz Vladivostokai L = 10 tūkstoši km. darbība. 1939. gadā tika nodota ekspluatācijā augstfrekvences sakaru līnija no Maskavas līdz Habarovskai L = 8300 tūkstoši km. 1851. gadā no Maskavas līdz Sanktpēterburgai tika ievilkts telegrāfa kabelis, izolēts ar gutaperčas lenti. 1852. gadā tika ievilkts pirmais zemūdens kabelis pāri Ziemeļdvinai.1866. gadā tika nodota ekspluatācijā kabeļa transatlantiskā telegrāfa līnija starp Franciju un ASV.
Sakaru līniju attīstības vēsture Krievijā Gados Krievijā tika izbūvēti pirmie pilsētas gaisvadu telefonu tīkli (kopā kabelis bija līdz 54 vadiem ar gaisa-papīra izolāciju) 1901. gadā sākās pilsētas pazemes telefona tīkla izbūve. Krievijā tinumu, lai mākslīgi palielinātu induktivitāti. Kopš 1917. gada uz līnijas tika izstrādāts un testēts telefona pastiprinātājs, kura pamatā ir vakuumlampas, 1923. gadā tika veikta telefona sakari ar pastiprinātājiem līnijā Harkova-Maskava-Petrograd. Kopš 30. gadu sākuma sāka attīstīties daudzkanālu pārraides sistēmas, kuru pamatā ir koaksiālie kabeļi.
Sakaru līniju attīstības vēsture Krievijā 1936. gadā tika nodota ekspluatācijā pirmā koaksiālā HF telefona līnija 240 kanāliem. 1956. gadā starp Eiropu un Ameriku tika uzbūvēts zemūdens koaksiālais telefona un telegrāfa stumbrs. 1965. gadā parādījās pirmās eksperimentālās viļņvada līnijas un kriogēnās kabeļu līnijas ar ļoti zemu vājinājumu. Līdz 80. gadu sākumam optiskās šķiedras sakaru sistēmas tika izstrādātas un pārbaudītas reālos apstākļos.
Sakaru līniju (LS) veidi un to īpašības Ir divi galvenie LS veidi: - līnijas atmosfērā (RL radiosaites) - vadošās pārvades līnijas (sakaru līnijas). tipiski viļņu garumi un radiofrekvences Īpaši garie viļņi (VLF) Garie viļņi (LW) Vidējie viļņi (MW) Īsie viļņi (HF) Ultraīsie viļņi (VHF) Decimetra viļņi (DCM) Centimetra viļņi (CM) Milimetru viļņi (MM) Optiskais diapazons km ( kHz) km (kHz) 1,0... 0,1 km (0, MHz) m (MHz) m (MHz) ,1 m (0, GHz) cm (GHz) mm (GHz) ,1 µm
Galvenie RL (radio sakaru) trūkumi ir: -sakaru kvalitātes atkarība no pārraides vides stāvokļa un ārējiem elektromagnētiskajiem laukiem; -mazs ātrums; nepietiekami augsta elektromagnētiskā savietojamība metru viļņu diapazonā un augstāk; - raidītāja un uztvērēja aprīkojuma sarežģītība; - šaurjoslas pārraides sistēmas, īpaši garos un augstākos viļņu garumos.
Lai samazinātu radara trūkumus, tiek izmantotas augstākas frekvences (centimetrs, optiskie diapazoni) decimetru milimetru diapazons. Šī ir atkārtotāju ķēde, kas uzstādīta ik pēc 50 km-100 km. RRL ļauj saņemt kanālu skaitu () attālumos (līdz km); Šīs līnijas ir mazāk uzņēmīgas pret traucējumiem, nodrošina diezgan stabilu un kvalitatīvu savienojumu, taču pārraides drošības pakāpe caur tām ir nepietiekama. Radioreleja līnijas (RRL)
Viļņu diapazons centimetros. SL nodrošina daudzkanālu saziņu "bezgalīgā" attālumā; Satelītu sakaru līnijas (SL) SL priekšrocības - liela pārklājuma zona un informācijas pārraide lielos attālumos. SL trūkums ir augstās satelīta palaišanas izmaksas un duplekso telefona sakaru organizēšanas sarežģītība.
LAN virzīšanas priekšrocības - augsta signāla pārraides kvalitāte, - liels pārraides ātrums, - lieliska aizsardzība pret trešo pušu lauku ietekmi, - gala ierīču relatīvā vienkāršība. LS virzīšanas trūkumi - augstas kapitāla izmaksas un ekspluatācijas izmaksas, - relatīvais pieslēguma izveides ilgums.
Radars un LS nevis pretojas, bet papildina viens otru Šobrīd signāli no līdzstrāvas uz optisko frekvenču diapazonu tiek pārraidīti pa sakaru līnijām, un darbības viļņu garuma diapazons sniedzas no 0,85 mikroniem līdz simtiem kilometru. - kabelis (CL) - gaiss (VL) - optiskā šķiedra (FOCL). Galvenie virziena narkotiku veidi:
PAMATPRASĪBAS KOMUNIKĀCIJAS LĪNIJAIEM - sakari attālumos līdz km valsts iekšienē un līdz starptautiskajiem sakariem; - platjosla un piemērotība dažāda veida mūsdienu informācijas pārraidei (televīzija, telefonija, datu pārraide, apraide, laikrakstu lappušu pārraide u.c.); - ķēžu aizsardzība no savstarpējiem un ārējiem traucējumiem, kā arī no zibens un korozijas; - līnijas elektrisko parametru stabilitāte, sakaru stabilitāte un uzticamība; - komunikācijas sistēmas efektivitāte kopumā.
Kabeļu tehnoloģiju mūsdienu attīstība 1. Dominējošā koaksiālo sistēmu attīstība, kas ļauj organizēt jaudīgus sakaru komplektus un pārraidīt televīzijas programmas lielos attālumos, izmantojot viena kabeļa sakaru sistēmu. 2.Perspektīvu komunikācijas OK izveide un ieviešana, kas nodrošina lielu kanālu skaitu un neprasa deficītu metālu (varš, svins) to ražošanai. 3. Plaša plastmasas (polietilēna, polistirola, polipropilēna u.c.) ieviešana kabeļu tehnoloģijā, kam ir labas elektriskās un mehāniskās īpašības un kas ļauj automatizēt ražošanu.
4. Alumīnija, tērauda un plastmasas apvalku ieviešana svina vietā. Apvalkiem jābūt hermētiskiem un jānodrošina kabeļa elektrisko parametru stabilitāte visā kalpošanas laikā. 5. Ekonomisku intrazonālās komunikācijas kabeļu (viena koaksiāla, viena četrstūra, neapbruņotu) projektu izstrāde un ieviešana ražošanā. 6. Ekranētu kabeļu izveide, kas droši aizsargā caur tiem pārraidīto informāciju no ārējām elektromagnētiskām ietekmēm un pērkona negaisiem, jo īpaši kabeļus divslāņu apvalkos, piemēram, alumīnija tēraudā un alumīnija svinā.
7. Sakaru kabeļu izolācijas elektriskās stiprības palielināšana. Mūsdienīgam kabelim vienlaikus jāpiemīt gan augstfrekvences kabeļa, gan spēka elektrības kabeļa īpašībām un jānodrošina augstsprieguma strāvu pārvade bez uzraudzības atstātu pastiprināšanas punktu attālinātai barošanai lielos attālumos.
Sakaru līnijas radās vienlaikus ar elektriskā telegrāfa parādīšanos. Pirmās sakaru līnijas bija kabeļi. Taču kabeļa konstrukcijas nepilnības dēļ pazemes kabeļu sakaru līnijas drīz vien pārgāja gaisvadu līnijās. Pirmā tālsatiksmes gaisvadu līnija tika izbūvēta 1854. gadā starp Sanktpēterburgu un Varšavu. Pagājušā gadsimta 70. gadu sākumā no Sanktpēterburgas līdz Vladivostokai tika izbūvēta gaisvadu telegrāfa līnija aptuveni 10 tūkstošu km garumā. 1939. gadā tika nodota ekspluatācijā pasaulē lielākā augstfrekvences telefona līnija Maskava-Habarovska 8300 km garumā.
Pirmo kabeļu līniju izveide ir saistīta ar krievu zinātnieka P.L. Šilings. Jau 1812. gadā Šilings Sanktpēterburgā demonstrēja jūras mīnu sprādzienus, izmantojot paša šim nolūkam izveidoto izolēto vadītāju.
1851. gadā vienlaikus ar dzelzceļa izbūvi starp Maskavu un Sanktpēterburgu tika ievilkts telegrāfa kabelis, izolēts ar gutaperču. Pirmie zemūdens kabeļi tika ievilkti 1852. gadā pāri Ziemeļdvinai un 1879. gadā pāri Kaspijas jūrai starp Baku un Krasnovodsku. 1866. gadā tika nodota ekspluatācijā transatlantiskā kabeļtelegrāfa līnija starp Franciju un ASV.
1882.-1884.gadā. Maskavā, Petrogradā, Rīgā, Odesā tika izbūvēti pirmie pilsētu telefonu tīkli Krievijā. Pagājušā gadsimta 90. gados Maskavas un Petrogradas pilsētas telefonu tīklos tika apturēti pirmie kabeļi, kuru skaits sasniedza 54 vadus. 1901. gadā sākās pilsētas pazemes telefonu tīkla izbūve.
Pirmie sakaru kabeļu projekti, kas datēti ar 20. gadsimta sākumu, ļāva veikt telefona pārraidi nelielos attālumos. Tie bija tā sauktie pilsētas telefona kabeļi ar gaisa-papīra izolāciju un savīti pa pāriem. 1900.-1902.gadā. tika veiksmīgi mēģināts palielināt pārraides diapazonu, mākslīgi palielinot kabeļu induktivitāti, iekļaujot ķēdē induktorus (Pupina priekšlikums), kā arī izmantot vadošus vadus ar feromagnētisko tinumu (Kruppa priekšlikums). Šādas metodes tajā posmā ļāva vairākas reizes palielināt telegrāfa un telefona sakaru diapazonu.
Svarīgs posms sakaru tehnoloģiju attīstībā bija izgudrojums, un, sākot no 1912.-1913. apgūstot elektronisko lampu ražošanu. 1917. gadā V.I. Kovaļenkovs izstrādāja un testēja uz līnijas telefona pastiprinātāju, kura pamatā ir elektroniskās lampas. 1923. gadā tika izveidots telefona savienojums ar pastiprinātājiem līnijā Harkova-Maskava-Petrograd.
30. gados sākās daudzkanālu pārraides sistēmu attīstība. Pēc tam vēlme paplašināt pārraidīto frekvenču diapazonu un palielināt līniju joslas platumu noveda pie jauna veida kabeļu, tā saukto koaksiālo, izveidošanas. Bet to masveida ražošana aizsākās tikai 1935. gadā, kad parādījās jauni augstas kvalitātes dielektriķi, piemēram, eskapons, augstfrekvences keramika, polistirols, styroflex utt. Šie kabeļi ļauj pārraidīt enerģiju ar strāvas frekvenci līdz vairākiem miljoniem hercu un ļauj pārraidīt televīzijas programmas lielos attālumos. Pirmā koaksiālā līnija 240 HF telefonijas kanāliem tika ielikta 1936. gadā. Pirmie transatlantiskie zemūdens kabeļi, kas tika ielikti 1856. gadā, organizēja tikai telegrāfa sakarus, un tikai 100 gadus vēlāk, 1956. gadā, starp Eiropu un Ameriku tika uzbūvēts zemūdens koaksiālais maģistrs daudzkanālu vajadzībām. telefonija.
1965.-1967.gadā. Platjoslas informācijas pārraidīšanai parādījās eksperimentālās viļņvada sakaru līnijas, kā arī kriogēnās supravadošās kabeļu līnijas ar ļoti zemu vājinājumu. Kopš 1970. gada tiek aktīvi attīstīts darbs pie gaismas vadu un optisko kabeļu izveides, izmantojot redzamo un infrasarkano starojumu optisko viļņu diapazonā.
Optisko šķiedru komunikācijas straujajā attīstībā izšķiroša loma bija šķiedras gaismas vada izveidei un pusvadītāju lāzera nepārtrauktas ģenerēšanas iegūšanai. Līdz 80. gadu sākumam optiskās šķiedras sakaru sistēmas tika izstrādātas un pārbaudītas reālos apstākļos. Galvenās šādu sistēmu pielietošanas jomas ir telefonu tīkls, kabeļtelevīzija, objekta iekšējie sakari, datortehnika, tehnoloģisko procesu vadības un vadības sistēma u.c.
Krievijā un citās valstīs ir izveidotas pilsētas un tālsatiksmes optisko šķiedru sakaru līnijas. Tām ir ierādīta vadošā vieta sakaru nozares zinātniskajā un tehnoloģiskajā progresā.
Kabeļu un elektroinstalācijas izstrādājumi un piederumi
Elektropārvades līniju rašanās un attīstības vēsture Krievijā
Par pirmo gadījumu, kad elektriskais signāls tika pārraidīts no attāluma, tiek uzskatīts eksperiments, ko 18. gadsimta vidū veica abats J-A Nollet: divi simti kartaziešu klostera mūki pēc viņa norādījumiem satvēra metāla stiepli un stāvēja vairāk nekā jūdzi garā rindā. Kad zinātkārais abats izlādēja elektrisko kondensatoru uz vadu, visi mūki uzreiz bija pārliecināti par elektrības realitāti, bet eksperimentētājs par tās sadales ātrumu. Protams, šie divi simti mocekļu neapzinājās, ka viņi izveidoja pirmo elektropārvades līniju vēsturē.
1874. gads krievu inženieris F.A. Pirotskis ierosināja izmantot dzelzceļa sliedes kā elektriskās enerģijas vadītāju. Toreiz elektrības pārvadi pa vadiem pavadīja lieli zudumi (pārraidot līdzstrāvu, zudumi vadā sasniedza 75%). Bija iespējams samazināt līnijas zudumus, palielinot vadītāja šķērsgriezumu. Pirotskis veica eksperimentus par enerģijas pārvadi pa Sestroretskas dzelzceļa sliedēm. Abas sliedes bija izolētas no zemes, viena no tām kalpoja kā tiešais vads, otra kā atgriešanās vads. Izgudrotājs mēģināja izmantot ideju pilsētas transporta attīstībai un uzlika nelielu piekabi uz konduktora sliedēm. Taču tas izrādījās nedrošs gājējiem. Tomēr daudz vēlāk šāda sistēma tika izstrādāta mūsdienu metro.
Slavenais elektroinženieris Nikola Tesla sapņoja izveidot bezvadu enerģijas pārvades sistēmu uz jebkuru vietu pasaulē. 1899. gadā viņš uzņēmās transatlantiskā sakaru torņa būvniecību, cerot realizēt savas elektriskās idejas komerciāli izdevīga uzņēmuma aizsegā. Viņa vadībā Kolorādo tika uzbūvēta milzu 200 kW radiostacija. 1905. gadā notika radiostacijas izmēģinājuma darbība. Pēc aculiecinieku stāstītā, ap torni zibeņojies, spīdējusi jonizēta vide. Žurnālisti apgalvoja, ka izgudrotājs apgaismojis debesis tūkstošiem jūdžu virs okeāna plašumiem. Tomēr šāda saziņas sistēma drīz izrādījās pārāk dārga, un ambiciozie plāni palika nerealizēti, radot tikai veselu masu teoriju un baumu (no “nāves stariem” līdz Tunguskas meteorītam - viss tika piedēvēts aktivitātēm N. Tesla).
Tādējādi gaisvadu elektrolīnijas tolaik bija optimālākā izeja. Līdz 90. gadu sākumam kļuva skaidrs, ka lētāk un praktiskāk ir būvēt spēkstacijas degvielas un ūdens resursu tuvumā, nevis, kā tas tika darīts iepriekš, enerģijas patērētāju tuvumā. Piemēram, pirmā termoelektrostacija mūsu valstī tika uzcelta 1879. gadā toreizējā galvaspilsētā Sanktpēterburgā, lai īpaši apgaismotu Liteini tiltu — pilsētu Eiropā, kuru pilnībā un vienīgi apgaismoja elektrība. Tomēr šie resursi bieži tika izņemti no lielajām pilsētām, kas tradicionāli darbojās kā rūpniecības centri. Bija nepieciešamība pārvadīt elektrību lielos attālumos. Transmisijas teoriju vienlaikus izstrādāja krievu zinātnieks D.A. Lačinovs un franču elektroinženieris M. Desprē. Tajā pašā laikā ar transformatoru izveidi nodarbojās amerikānis Džordžs Vestinghauss, tomēr pasaulē pirmo transformatoru (ar atvērtu serdi) radīja P.N. Jabločkovs, kurš par to saņēma patentu 1876. gadā.
Tajā pašā laikā radās jautājums par maiņstrāvas vai līdzstrāvas izmantošanu. Šo numuru ieinteresēja arī loka spuldzes radītājs P.N. Jabločkovs, kurš paredzēja lielisku augstsprieguma maiņstrāvas nākotni. Šos secinājumus atbalstīja cits pašmāju zinātnieks M.O. Dolivo-Dobrovoļskis.
1891. gadā viņš uzbūvēja pirmo trīsfāzu elektropārvades līniju, kas samazināja zudumus līdz pat 25%. Tolaik zinātnieks strādāja T. Edisonam piederošajā AEG. Šis uzņēmums tika uzaicināts piedalīties starptautiskajā elektrotehnikas izstādē Frankfurtē pie Mainas, kur tika izlemts jautājums par turpmāku maiņstrāvas vai līdzstrāvas izmantošanu. Tika organizēta starptautiska testēšanas komisija vācu zinātnieka G. Helmholca vadībā. Komisijas sastāvā bija krievu inženieris R.E. Klāsons. Tika pieņemts, ka komisija pārbaudīs visas piedāvātās sistēmas un sniegs atbildi uz jautājumu par strāvas veida un perspektīvas elektroapgādes sistēmas izvēli.
M.O. Dolivo-Dobrovolsky nolēma nodot ūdenskrituma enerģiju upei caur elektrību. Nekaru (netālu no Laufenas pilsētas) uz izstāžu zonu Frankfurtē. Attālums starp šiem diviem punktiem bija 170 km, lai gan līdz šim pārraides attālums parasti nepārsniedza 15 km. Tikai viena gada laikā krievu zinātniekam bija jāizstiepj elektropārvades līnijas uz koka stabiem, jāizveido nepieciešamie motori un transformatori (“indukcijas spoles”, kā tos sauca), un viņš lieliski tika galā ar šo uzdevumu sadarbībā ar Šveices uzņēmumu Oerlikon. . 1891. gada augustā izstādē pirmo reizi tika iedegtas tūkstotis kvēlspuldžu, kuras darbināja Laufenas hidroelektrostacijas strāva. Mēnesi vēlāk Dolivo-Dobrovolsky dzinējs iedarbināja dekoratīvu ūdenskritumu - tur bija sava veida enerģijas ķēde, neliels mākslīgais ūdenskritums tika darbināts ar dabiska ūdenskrituma enerģiju, 170 km attālumā no pirmā.
Tādējādi tika atrisināta galvenā 19. gadsimta beigu enerģētikas problēma – elektroenerģijas pārvades problēma lielos attālumos. 1893. gadā inženieris A.N. Šensnovičs pēc šiem principiem Vladikaukāzas dzelzceļa Novorosijskas darbnīcās būvē pasaulē pirmo industriālo spēkstaciju.
1891. gadā uz Telegrāfa skolas bāzes Sanktpēterburgā tika izveidots Elektrotehniskais institūts, kas sāka apmācīt personālu gaidāmajai valsts elektrifikācijai.
Elektropārvades līniju vadi sākotnēji tika importēti no ārzemēm, taču tos ātri sāka ražot Kolčuginskas misiņa un vara velmēšanas rūpnīcā, Apvienotās kabeļu rūpnīcās un Podobedovas rūpnīcā. Bet balsti jau tika ražoti Krievijā, lai gan iepriekš tos galvenokārt izmantoja telegrāfa un telefona vadiem. Sākumā grūtības radās ikdienā - Krievijas impērijas analfabētie iedzīvotāji aizdomīgi izturējās pret pīlāriem, kas rotāti ar plāksnītēm, uz kurām bija uzzīmēts galvaskauss.
Elektropārvades līniju masveida būvniecība sākas 19. gadsimta beigās, tas ir saistīts ar rūpniecības elektrifikāciju. Galvenais uzdevums, kas tika atrisināts šajā posmā, bija spēkstaciju savienošana ar rūpnieciskajām zonām. Spriegumi bija mazi, kā likums, līdz 35 kV, tīkla izveides uzdevums netika izvirzīts. Šādos apstākļos uzdevumus viegli atrisināja ar koka vienas kolonnas un U formas balstu palīdzību. Materiāls bija pieejams, lēts un pilnībā atbilda tā laika prasībām. Visus šos gadus balstu un vadu dizains ir nepārtraukti pilnveidots.
Mobilajam elektriskajam transportam bija zināms pazemes elektriskās vilces princips, ko izmantoja vilcienu darbināšanai Klīvlendā un Budapeštā. Taču šī metode bija neērta ekspluatācijā, un pazemes kabeļu elektrolīnijas tika izmantotas tikai pilsētās ielu apgaismojumam un privātmāju elektroapgādei. Līdz šim pazemes elektrolīniju izmaksas pārsniedz gaisvadu līniju izmaksas 2-3 reizes.
1899. gadā Krievijā notika Pirmais Viskrievijas elektrotehnikas kongress. Par tās priekšsēdētāju kļuva Nikolajs Pavlovičs Petrovs, bijušais Krievijas Imperiālās Tehniskās biedrības priekšsēdētājs, Militārās inženieru akadēmijas un Tehnoloģiju institūta profesors. Kongress pulcēja vairāk nekā pieci simti elektrotehnikas interesentu, starp kuriem bija visdažādāko profesiju pārstāvji un ar visdažādāko izglītību. Viņus vienoja vai nu kopīgs darbs elektrotehnikas jomā, vai arī kopīga interese par elektrotehnikas attīstību Krievijā. Līdz 1917. gadam notika septiņi šādi kongresi, jaunā valdība turpināja šo tradīciju.
1902. gadā Baku naftas atradnes tika apgādātas ar elektrību, elektropārvades līnija pārraidīja elektrību ar 20 kV spriegumu.
1912. gadā kūdras purvā netālu no Maskavas sāka celt pasaulē pirmo elektrostaciju, kas darbojas ar kūdru. Ideja piederēja R.E. Klāsons, kurš izmantoja to, ka ogles, kuras galvenokārt izmantoja tā laika spēkstacijas, bija jāved uz Maskavu. Tas paaugstināja elektrības cenu, un kūdras elektrostacija ar 70 km garu elektropārvades līniju ātri atmaksājās. Tas joprojām pastāv - tagad tas ir GRES-3 Noginskas pilsētā.
Elektroenerģijas nozare Krievijas impērijā tajos gados pārsvarā piederēja ārvalstu firmām un uzņēmējiem, piemēram, kontrolpakete lielākajā akciju sabiedrībā Electric Lighting Society 1886, kas uzbūvēja gandrīz visas elektrostacijas pirmsrevolūcijas Krievijā, piederēja mums jau no vēstures kabeļindustrijas zināmajai vācu kompānijai Siemens un Halske (skat. "CABLE-news", Nr.9, 28.-36.lpp.). Vēl vienu a/s - United Cable Plants kontrolēja koncerns AEG. Liela daļa tehnikas tika ievesta no ārzemēm. Krievijas enerģētikas nozare un tās attīstība ievērojami atpalika no attīstītajām pasaules valstīm. Līdz 1913. gadam Krievijas impērija ieņēma 8. vietu pasaulē pēc saražotās elektroenerģijas daudzuma.
Sākoties Pirmajam pasaules karam, tiek samazināta elektrolīniju iekārtu ražošana - frontei vajadzēja citus produktus, kas varētu ražot tādas pašas rūpnīcas - telefona lauka vads, raktuvju kabelis, emaljēts vads. Dažus no šiem produktiem vispirms apguva vietējā ražošana, jo daudzas importa piegādes tika pārtrauktas kara dēļ. Doņeckas baseina elektroenerģijas akciju sabiedrība kara laikā uzbūvēja 60 000 kW elektrostaciju un atveda tai iekārtas.
Līdz 1916. gada beigām degvielas un izejvielu krīze izraisīja strauju ražošanas kritumu rūpnīcās, kas turpinājās arī 1917. gadā. Pēc Oktobra sociālistiskās revolūcijas visas rūpnīcas un uzņēmumi tika nacionalizēti ar SNK (Tautas komisāru padomes) dekrētu. Ar RSFSR Augstākās ekonomikas padomes (Tautsaimniecības Augstākās padomes) rīkojumu 1918. gada decembrī visi uzņēmumi, kas saistīti ar vadu un elektropārvades līniju ražošanu, tika nodoti Elektrorūpniecības departamenta rīcībā. Praktiski visur tika izveidota koleģiāla pārvalde, kurā piedalījās gan "jauno valdību" pārstāvošie strādnieki, gan bijušā administratīvā un inženieru korpusa pārstāvji. Tūlīt, nākot pie varas, boļševiki lielu uzmanību pievērsa elektrifikācijai, piemēram, jau pilsoņu kara gados, neskatoties uz postījumiem, blokādi un intervenci, valstī tika uzbūvēta 51 elektrostacija ar kopējo jaudu 3500 kW.
GOELRO plāns, kas 1920. gadā sastādīts bijušā Sanktpēterburgas elektrolīniju un kabeļu tīklu montiera vadībā, topošais akadēmiķis G.M. Kržižanovskis piespieda attīstīt visu veidu elektrotehniku. Saskaņā ar to bija jābūvē divdesmit termoelektrostacijas un desmit hidroelektrostacijas ar kopējo jaudu 1 750 000 kW. Elektrorūpniecības departaments 1921. gadā tika pārveidots par Tautsaimniecības Augstākās padomes Elektrorūpniecības galveno direkciju - Glavelectro. Pirmais Glavelectro vadītājs bija V.V. Kuibiševs.
1923. gadā Gorkijas parkā tika atvērta "Pirmā Viskrievijas lauksaimniecības un amatniecības-industriālā izstāde". Izstādes rezultātā Russkabel rūpnīca saņēma pirmās pakāpes diplomu par ieguldījumu elektrifikācijā un augstsprieguma kabeļu ražošanā.
Palielinoties spriegumam un attiecīgi arī stieples svaram, elektrolīnijām tika veikta pāreja no koka uz metāla stabiem. Krievijā pirmā līnija uz metāla balstiem parādījās 1925. gadā - divkontūru 110 kV gaisvadu līnija, kas savieno Maskavu un Shaturskaya GRES.
1926. gadā Maskavas energosistēmā, kas joprojām pastāv, tika izveidots pirmais centrālais dispečerdienests valstī.
1928. gadā PSRS sāka ražot savus spēka transformatorus, kurus ražoja specializētā Maskavas transformatoru rūpnīca.
30. gados elektrifikācija turpinājās arvien pieaugošā tempā. Tiek veidotas lielas elektrostacijas (Dņeproges, Staļingradas GRES u.c.), pieaug pārvadītās elektroenerģijas spriegumi (piemēram, pārvades līnija Dņeproges-Donbass darbojas ar spriegumu 154 kV; un Ņižņas-Svirskas HES - Ļeņingradas pārvades līnija ar spriegumu 220 kV). 30. gadu beigās tika būvēta Maskavas-Voļžskas HES līnija, kas darbojās ar īpaši augstu 500 kV spriegumu. Veidojas vienotas lielu reģionu energosistēmas. Tas viss prasīja metāla balstu uzlabošanu. To konstrukcijas tika nepārtraukti uzlabotas, tika paplašināts standarta balstu skaits, tika veikta masveida pāreja uz balstiem ar skrūvju savienojumiem un režģu balstiem.
Šajā laikā tiek izmantoti arī koka stabi, taču to platība parasti ir ierobežota līdz 35 kV spriegumam. Tie galvenokārt saista nerūpnieciskus lauku apvidus.
Pirmskara piecgades plānu gados (1929-1940) valsts teritorijā tika izveidotas lielas energosistēmas - Ukrainā, Baltkrievijā, Ļeņingradā, Maskavā.
Kara laikā no elektrostaciju kopējās uzstādītās jaudas desmit miljonu kW pieci miljoni kW tika izslēgti. Kara gados tika sagrauta 61 liela elektrostacija, lielu daudzumu tehnikas okupanti izveda uz Vāciju. Daļa tehnikas tika uzspridzināta, daļa rekordīsā laikā evakuēta uz Urāliem un valsts austrumiem un tur nodota ekspluatācijā, lai nodrošinātu aizsardzības nozares darbu. Kara gados Čeļabinskā tika nodots ekspluatācijā 100 MW turbīnu bloks.
Ar savu varonīgo darbu padomju enerģētiķi grūtajos kara gados nodrošināja spēkstaciju un tīklu darbību. Fašistu armiju virzīšanās uz Maskavu laikā 1941. gadā tika nodota ekspluatācijā Ribinskas hidroelektrostacija, kas nodrošināja Maskavas energoapgādi ar degvielas trūkumu. Nacistu sagūstītā Novomoskovskas GRES tika iznīcināta. Kashirskaya GRES piegādāja elektrību Tulas rūpniecībai, un savulaik darbojās pārvades līnija, kas šķērsoja nacistu okupēto teritoriju. Šo elektropārvades līniju atjaunoja enerģētiķi vācu armijas aizmugurē. Arī Volhovas hidroelektrostacija, kas cieta no Vācijas aviācijas, tika atkal nodota ekspluatācijā. No tā gar Lādogas ezera dibenu (pa speciāli ievilktu kabeli) visas blokādes laikā Ļeņingradai tika piegādāta elektrība.
1942. gadā, lai koordinētu trīs reģionālo energosistēmu: Sverdlovskas, Permas un Čeļabinskas darbu, tika izveidots pirmais Apvienotais dispečeru birojs - Urālu ODU. 1945. gadā tika izveidots Centra ODU, kas iezīmēja sākumu turpmākai energosistēmu apvienošanai vienotā tīklā visā valstī.
Pēc kara elektrotīklus ne tikai remontēja un atjaunoja, bet izbūvēja arī jaunus. Līdz 1947. gadam PSRS ieņēma otro vietu pasaulē elektroenerģijas ražošanas ziņā. ASV bija pirmajā vietā.
50. gados tika uzceltas jaunas hidroelektrostacijas - Volzhskaya, Kuibyshevskaya, Kkhovskaya, Yuzhnouralskaya.
No 20. gadsimta 50. gadu beigām sākās elektrotīkla būvniecības straujas izaugsmes posms. Gaisvadu elektropārvades līniju garums dubultojās ik pēc pieciem gadiem. Katru gadu tika izbūvēti vairāk nekā trīsdesmit tūkstoši kilometru jaunu elektropārvades līniju. Šobrīd masveidā tiek ieviesti un izmantoti dzelzsbetona balsti elektropārvades līnijām ar "iepriekš nospriegotiem statīviem". Viņiem parasti bija līnijas ar spriegumu 330 un 220 kV.
1954. gada jūnijā sāka darboties atomelektrostacija Obņinskas pilsētā ar jaudu 5 MW. Tā bija pasaulē pirmā atomelektrostacija izmēģinājuma vajadzībām.
Ārzemēs pirmā rūpnieciskai izmantošanai paredzētā atomelektrostacija tika nodota ekspluatācijā tikai 1956. gadā Anglijas pilsētā Kalderholā. Gadu vēlāk tika nodota ekspluatācijā atomelektrostacija Amerikas kuģu ostā.
Tiek izbūvētas arī augstsprieguma līdzstrāvas elektrolīnijas. Pirmā šāda veida eksperimentālā elektropārvades līnija tika izveidota 1950. gadā Kaširas-Maskavas virzienā, 100 km garumā, 30 MW jaudu un 200 kV spriegumu. Otrie šajā ceļā bija zviedri. 1954. gadā viņi savienoja Gotlandes salas energosistēmu gar Baltijas jūras dibenu ar Zviedrijas energosistēmu, izmantojot 98 kilometrus garu vienpola elektrolīniju, 100 kV un 20 MW.
1961. gadā tika iedarbināti pirmie pasaulē lielākās Bratskas hidroelektrostacijas bloki.
60. gadu beigās veiktā metāla balstu apvienošana faktiski noteica līdz mūsdienām izmantoto atbalsta konstrukciju pamatkomplektu. Pēdējo 40 gadu laikā, tāpat kā metāla stabiem, dzelzsbetona stabu dizains nav īpaši mainījies. Mūsdienās gandrīz visa tīklu būvniecība Krievijā un NVS valstīs balstās uz 60.-70.gadu zinātnisko un tehnoloģisko bāzi.
Pasaules prakse elektropārvades līniju būvniecībā līdz 60. gadu vidum daudz neatšķīrās no vietējās. Tomēr pēdējo desmitgažu laikā mūsu prakse ir ievērojami atšķīrusies. Rietumos dzelzsbetons nav saņēmis šādu izplatību kā materiāls balstiem. Viņi izvēlējās līniju veidošanas ceļu uz daudzšķautņainiem metāla balstiem.
1977. gadā Padomju Savienība saražoja vairāk elektroenerģijas nekā visas Eiropas valstis kopā – 16% no pasaules saražotās produkcijas.
Savienojot reģionālos elektrotīklus, tiek izveidota PSRS Vienotā enerģētikas sistēma - lielākā elektroenerģijas sistēma, kas pēc tam tika savienota ar Austrumeiropas energosistēmām un veidoja starptautisku energosistēmu ar nosaukumu "Mir". Līdz 1990. gadam PSRS UES ietvēra 9 no 11 valsts enerģētikas asociācijām, kas aptver 2/3 no PSRS teritorijas, kur dzīvoja vairāk nekā 90% iedzīvotāju.
Jāpiebilst, ka vairākos tehniskos rādītājos (piemēram, elektrostaciju mērogā un augstsprieguma elektrolīniju sprieguma līmeņos) Padomju Savienība ieņēma vadošās pozīcijas pasaulē.
80. gados PSRS tika mēģināts masveida celtniecībā ieviest Volgas mehānikas rūpnīcas ražotos daudzšķautņaino balstus. Tomēr nepieciešamo tehnoloģiju trūkums noteica šo balstu konstrukcijas trūkumus, kas noveda pie neveiksmes. Šis jautājums tika atkārtoti izskatīts tikai 2003. gadā.
Pēc Padomju Savienības sabrukuma enerģētiķi saskārās ar jaunām problēmām. Elektrības līniju stāvokļa uzturēšanai un atjaunošanai tika piešķirti ārkārtīgi niecīgi līdzekļi, rūpniecības lejupslīde noveda pie daudzu elektrolīniju degradācijas un pat iznīcināšanas. Bija tāda parādība kā vadu un kabeļu zādzība, lai tos vēlāk nogādātu krāsaino metālu kā metāllūžņu savākšanas punktos. Neskatoties uz to, ka šajā noziedzīgajā tirdzniecībā mirst daudzi no “pelnītājiem”, kuru ienākumi ir ļoti niecīgi, šādu gadījumu skaits līdz šim praktiski nav samazinājies. To izraisa straujš dzīves līmeņa kritums reģionos, jo šo noziegumu galvenokārt izdara marginalizēti cilvēki bez darba un dzīvesvietas.
Turklāt tika sarautas saites ar Austrumeiropas valstīm un bijušajām PSRS republikām, kuras iepriekš bija savienotas ar vienotu energosistēmu. 1993. gada novembrī lielā elektroenerģijas trūkuma dēļ Ukrainā tika veikta piespiedu pāreja uz atsevišķu Krievijas UES un Ukrainas UES darbību, kas noveda pie Krievijas UES atsevišķas darbības ar pārējo enerģiju. sistēmas, kas ir daļa no Mir enerģijas sistēmas. Nākotnē Mir esošo energosistēmu paralēla darbība ar centrālo dispečeru biroju Prāgā netika atsākta.
Pēdējo 20 gadu laikā augstsprieguma tīklu fiziskais nolietojums ir ievērojami palielinājies un, pēc dažu pētnieku domām, sasniedzis vairāk nekā 40%. Sadales tīklos situācija ir vēl grūtāka. To papildina arvien pieaugošais enerģijas patēriņš. Ir arī aprīkojuma novecošana. Lielākā daļa objektu tehniskā līmeņa ziņā atbilst Rietumu līdziniekiem pirms 20-30 gadiem. Tikmēr pasaules enerģētikas nozare nestāv uz vietas, tiek veikti pētījumi jaunu elektropārvades līniju veidošanas jomā: kriogēnās, kriorezistoru, pusatvērtās, atvērtās u.c.
Iekšzemes elektroenerģijas nozare saskaras ar vissvarīgāko jautājumu, lai atrisinātu visus šos jaunos izaicinājumus un uzdevumus.
Literatūra
1. Shukhardin S. Tehnoloģija tās vēsturiskajā attīstībā.
2. Kapcovs N. A. Yablochkov ir Krievijas elektrotehnikas slava un lepnums.
3. Lamans N.K., Belousova A.N., Krečetņikova Yu.I. Elektroprovod rūpnīcai ir 200 gadu. M., 1985. gads.
4. Krievu kabelis / Red. M.K. Portnova, N.A. Arskojs, R.M. Lakerniks, N.K. Lamans, V.G. Radčenko. M., 1995. gads.
5. Valeeva N.M. Laiks atstāj pēdas. M., 2009. gads.
6. Gorbunovs O.I., Anaņjevs A.S., Perfiļetovs A.N., Šapiro R.P-A. Pētniecības dizaina un tehnoloģiskā kabeļa institūta 50 gadi. Vēstures esejas. Sanktpēterburga: 1999. gads.
8. Šitovs M.A. Ziemeļu kabelis. L., 1979. gads.
7. Sevkabel. 120 gadi / red. L.Uļitina - Sanktpēterburga, 1999.g.
9. Kisļicins A.L. Transformatori. Uļjanovska: UlGTU, 2001.
10. Turchin I.Ya. Termoelektrostaciju inženiertehniskās iekārtas un uzstādīšanas darbi. M .: "Augstskola", 1979.
11. Steklovs V. Ju.PSRS elektroenerģijas ekonomikas attīstība. 3. izdevums M., 1970. gads.
12. Žimerins D.G., PSRS elektrifikācijas vēsture, L., 1962.g.
13. Ličevs P.V., Fedins V.T., Pospelovs G.E. Elektriskās sistēmas un tīkli, Minska. 2004. gads
14. Kabeļu nozares vēsture // CABLE-news. Nr.9. 28.-36.lpp.
Vai atradāt kļūdu? Izvēlieties un nospiediet Ctrl + Enter
Kļūdas ziņojums
(dokuments)
n1.doc
Saturs
Ievads
Galvenā daļa
Sakaru līniju attīstības vēsture
Optisko sakaru kabeļu dizains un īpašības
Optiskās šķiedras un to izgatavošanas īpatnības
Optisko kabeļu konstrukcijas
Pamatprasības sakaru līnijām
Optisko kabeļu priekšrocības un trūkumi
Secinājums
Bibliogrāfija
Ievads
Mūsdienās vairāk nekā jebkad agrāk NVS valstu reģioniem ir nepieciešama komunikācija gan kvantitatīvi, gan kvalitatīvi. Reģionu vadītājus galvenokārt satrauc šīs problēmas sociālais aspekts, jo telefons ir primāra nepieciešamība. Komunikācija ietekmē arī reģiona ekonomisko attīstību, tā investīciju pievilcību. Tajā pašā laikā telekomunikāciju operatori, kas tērē daudz pūļu un naudas, lai atbalstītu noplicināto telefonu tīklu, joprojām meklē līdzekļus savu tīklu attīstībai, digitalizācijai, optisko šķiedru un bezvadu tehnoloģiju ieviešanai.
Šobrīd ir situācija, ka gandrīz visi lielākie Krievijas departamenti veic vērienīgu telekomunikāciju tīklu modernizāciju.
Pēdējā attīstības periodā sakaru jomā visizplatītākie ir kļuvuši optiskie kabeļi (OC) un optiskās šķiedras pārraides sistēmas (FOTS), kas pēc savām īpašībām ievērojami pārsniedz visus tradicionālos sakaru sistēmas kabeļus. Sakari ar optisko šķiedru kabeļiem ir viens no galvenajiem zinātnes un tehnoloģiju progresa virzieniem. Optiskās sistēmas un kabeļus izmanto ne tikai pilsētas un tālsatiksmes telefona sakaru organizēšanai, bet arī kabeļtelevīzijas, videotelefonijas, radio apraides, datortehnikas, tehnoloģisko sakaru u.c.
Izmantojot optisko šķiedru sakarus, pārraidītās informācijas apjoms ievērojami palielinās, salīdzinot ar tādiem plaši izplatītiem līdzekļiem kā satelīta sakari un radioreleju līnijas, tas ir saistīts ar faktu, ka optiskās šķiedras pārraides sistēmām ir plašāks joslas platums.
Jebkurai sakaru sistēmai ir svarīgi trīs faktori:
Sistēmas informācijas jauda, kas izteikta sakaru kanālu skaitā, vai informācijas pārraides ātrums, izteikts bitos sekundē;
Vājināšanās, kas nosaka reģenerācijas sekcijas maksimālo garumu;
Izturība pret apkārtējās vides ietekmi;
Vissvarīgākais faktors optisko sistēmu un sakaru kabeļu attīstībā bija optiskā kvantu ģeneratora - lāzera parādīšanās. Vārds lāzers sastāv no pirmajiem burtiem frāzē Light Amplification by Emission of Radiation — gaismas pastiprināšana ar inducētu starojumu. Lāzera sistēmas darbojas optiskā viļņa garuma diapazonā. Ja kabeļu pārraidei tiek izmantotas frekvences - megaherci, bet viļņvadiem - gigaherci, tad lāzersistēmām tiek izmantots optiskā viļņu diapazona (simtiem gigahercu) redzamais un infrasarkanais spektrs.
Optisko šķiedru sakaru sistēmu virzošā sistēma ir dielektriskie viļņvadi jeb šķiedras, kā tos sauc nelielo šķērsenisko izmēru un iegūšanas metodes dēļ. Laikā, kad tika ražota pirmā šķiedra, vājināšanās bija aptuveni 1000 dB/km, ko izraisīja zaudējumi dažādu šķiedras piemaisījumu dēļ. 1970. gadā tika izveidotas optiskās šķiedras ar vājinājumu 20 dB/km. Šīs šķiedras kodols tika izgatavots no kvarca, pievienojot titānu, lai palielinātu laušanas koeficientu, un tīrs kvarcs kalpoja kā apšuvums. 1974. gadā vājināšanās tika samazināta līdz 4 dB / km, un 1979. g. Tika iegūtas optiskās šķiedras ar vājinājumu 0,2 dB/km pie viļņa garuma 1,55 µm.
Gaismas vadu ar zemiem zudumiem iegūšanas tehnoloģijas sasniegumi stimulēja darbu pie optisko šķiedru sakaru līniju izveides.
Optiskās šķiedras sakaru līnijām salīdzinājumā ar parastajām kabeļu līnijām ir šādas priekšrocības:
Augsta trokšņu noturība, nejutība pret ārējiem elektromagnētiskajiem laukiem un praktiski nav šķērsrunu starp atsevišķām šķiedrām, kas saliktas kopā kabelī.
Ievērojami lielāks joslas platums.
Mazs svars un gabarīti. Tas samazina optiskā kabeļa ievietošanas izmaksas un laiku.
Pilnīga elektriskā izolācija starp sakaru sistēmas ieeju un izeju, tāpēc nav nepieciešams kopējs raidītāja un uztvērēja zemējums. Optisko kabeli var salabot, neizslēdzot iekārtu.
Īssavienojumu neesamība, kā rezultātā optiskās šķiedras var tikt izmantotas, lai šķērsotu bīstamas zonas, nebaidoties no īssavienojumiem, kas ir ugunsgrēka cēlonis vietās, kur ir degoši un viegli uzliesmojoši materiāli.
Potenciāli zemas izmaksas. Lai gan optiskās šķiedras ir izgatavotas no īpaši dzidra stikla ar piemaisījumiem, kas ir mazāki par dažām daļām uz miljonu, to izmaksas nav augstas, ja tās tiek ražotas masveidā. Turklāt optisko šķiedru ražošanā netiek izmantoti tādi dārgi metāli kā varš un svins, kuru rezerves uz Zemes ir ierobežotas. Koaksiālo kabeļu un viļņvadu elektrisko līniju izmaksas nepārtraukti pieaug gan ar vara trūkumu, gan ar enerģijas izmaksu pieaugumu vara un alumīnija ražošanā.
Visā pasaulē ir panākts milzīgs progress optisko šķiedru sakaru līniju (FOCL) attīstībā. Šobrīd optisko šķiedru kabeļus un to pārraides sistēmas ražo daudzas pasaules valstis.
Īpaša uzmanība pie mums un ārzemēs tiek pievērsta vienmoda pārraides sistēmu izveidei un ieviešanai pa optiskajiem kabeļiem, kas tiek uzskatītas par perspektīvāko virzienu sakaru tehnoloģiju attīstībā. Viena režīma sistēmu priekšrocība ir iespēja pārraidīt lielu informācijas plūsmu vajadzīgajos attālumos ar lielu reģenerācijas posmu garumu. Jau tagad ir optiskās šķiedras līnijas lielam skaitam kanālu ar reģenerācijas sekcijas garumu 100 ... 150 km. Pēdējā laikā ASV katru gadu tiek saražoti 1,6 miljoni km. optiskās šķiedras, no kurām 80% ir viena pavarda versijā.
Plaši izmantoti mūsdienu sadzīves otrās paaudzes optisko šķiedru kabeļi, kuru ražošanu ir apguvusi sadzīves kabeļu rūpniecība, tajos ietilpst šāda veida kabeļi:
OKK - pilsētas telefonu tīkliem;
OKZ - intrazonālam;
OKL - maģistrālajiem sakaru tīkliem;
Optisko šķiedru pārraides sistēmas tiek izmantotas visās primārā VSS tīkla sadaļās mugurkaula, zonālajiem un vietējiem sakariem. Prasības šādām pārraides sistēmām atšķiras pēc kanālu skaita, parametriem un tehniskajiem un ekonomiskajiem rādītājiem.
Pamattīklos un zonālajos tīklos tiek izmantotas digitālās optiskās šķiedras pārraides sistēmas, lokālajos tīklos digitālās optiskās šķiedras pārraides sistēmas tiek izmantotas arī, lai organizētu savienojošās līnijas starp centrālēm, un tīkla abonentu daļā - gan analogās (piemēram, lai organizētu televīzijas kanālu) un var izmantot digitālās pārraides sistēmas.
Galveno pārvades sistēmu lineāro ceļu maksimālais garums ir 12 500 km. Ar vidējo garumu aptuveni 500 km. Intrazonālā primārā tīkla pārvades sistēmu lineāro ceļu maksimālais garums var būt ne vairāk kā 600 km. Ar vidējo garumu 200 km. Pilsētas savienojošo līniju maksimālais garums dažādām pārvades sistēmām ir 80...100 km.
Cilvēkam ir piecas maņas, bet viena no tām ir īpaši svarīga – tā ir redze. Ar acīm cilvēks lielāko daļu informācijas par apkārtējo pasauli uztver 100 reizes vairāk nekā ar dzirdi, nemaz nerunājot par tausti, smaržu un garšu.
signālu došanai izmantoja uguni un pēc tam dažāda veida mākslīgās gaismas avotus. Tagad cilvēka rokās bija gan gaismas avots, gan gaismas modulācijas process. Viņš faktiski uzbūvēja to, ko mēs šodien saucam par optisko sakaru līniju vai optisko sakaru sistēmu, ieskaitot raidītāju (avotu), modulatoru, optiskā kabeļa līniju un uztvērēju (acs). Nosakot mehāniska signāla pārveidošanu optiskā kā modulāciju, piemēram, gaismas avota atvēršanu un aizvēršanu, mēs varam novērot reverso procesu uztvērējā - demodulāciju: optiskā signāla pārveidošanu par cita veida signālu. turpmākai apstrādei uztvērējā.
Šāda apstrāde var būt, piemēram, pārveidošana
gaismas attēlu acī pārvērš elektrisko impulsu secībā
cilvēka nervu sistēma. Smadzenes ir iekļautas apstrādes procesā kā pēdējais ķēdes posms.
Vēl viens ļoti svarīgs parametrs, ko izmanto ziņojumu pārraidē, ir modulācijas ātrums. Šajā ziņā acs ir ierobežota. Tas ir labi pielāgots sarežģītu apkārtējās pasaules attēlu uztverei un analīzei, taču nespēj sekot līdzi vienkāršām spilgtuma svārstībām, ja tās seko ātrāk par 16 reizēm sekundē.
Sakaru līniju attīstības vēsture
Sakaru līnijas radās vienlaikus ar elektriskā telegrāfa parādīšanos. Pirmās sakaru līnijas bija kabeļi. Taču kabeļa konstrukcijas nepilnības dēļ pazemes kabeļu sakaru līnijas drīz vien pārgāja gaisvadu līnijās. Pirmā tālsatiksmes gaisvadu līnija tika izbūvēta 1854. gadā starp Sanktpēterburgu un Varšavu. Pagājušā gadsimta 70. gadu sākumā no Sanktpēterburgas līdz Vladivostokai tika izbūvēta gaisvadu telegrāfa līnija aptuveni 10 tūkstošu km garumā. 1939. gadā tika nodota ekspluatācijā pasaulē lielākā augstfrekvences telefona līnija Maskava-Habarovska 8300 km garumā.
Pirmo kabeļu līniju izveide ir saistīta ar krievu zinātnieka P. L. Šilinga vārdu. Jau 1812. gadā Šilings Sanktpēterburgā demonstrēja jūras mīnu sprādzienus, izmantojot paša šim nolūkam izveidoto izolēto vadītāju.
1851. gadā vienlaikus ar dzelzceļa izbūvi starp Maskavu un Sanktpēterburgu tika ievilkts telegrāfa kabelis, izolēts ar gutaperču. Pirmie zemūdens kabeļi tika ievilkti 1852. gadā pāri Ziemeļdvinai un 1879. gadā pāri Kaspijas jūrai starp Baku un Krasnovodsku. 1866. gadā tika nodota ekspluatācijā kabeļu transatlantiskā telegrāfa līnija starp Franciju un ASV.
1882.-1884.gadā. Maskavā, Petrogradā, Rīgā, Odesā tika izbūvēti pirmie pilsētu telefonu tīkli Krievijā. Pagājušā gadsimta 90. gados Maskavas un Petrogradas pilsētas telefonu tīklos tika apturēti pirmie kabeļi, kuru skaits sasniedza 54 vadus. 1901. gadā sākās pilsētas pazemes telefonu tīkla izbūve.
Pirmie sakaru kabeļu projekti, kas datēti ar 20. gadsimta sākumu, ļāva veikt telefona pārraidi nelielos attālumos. Tie bija tā sauktie pilsētas telefona kabeļi ar gaisa-papīra izolāciju un savīti pa pāriem. 1900.-1902.gadā. tika veiksmīgi mēģināts palielināt pārraides diapazonu, mākslīgi palielinot kabeļu induktivitāti, iekļaujot ķēdē induktorus (Pupina priekšlikums), kā arī izmantot vadošus vadus ar feromagnētisko tinumu (Kruppa priekšlikums). Šādas metodes tajā posmā ļāva vairākas reizes palielināt telegrāfa un telefona sakaru diapazonu.
Svarīgs posms sakaru tehnoloģiju attīstībā bija izgudrojums, un, sākot no 1912.-1913. apgūstot elektronisko lampu ražošanu. 1917. gadā V. I. Kovaļenkovs izstrādāja un pārbaudīja telefona pastiprinātāju, izmantojot elektroniskās lampas uz līnijas. 1923. gadā tika izveidots telefona savienojums ar pastiprinātājiem līnijā Harkova-Maskava-Petrograd.
30. gados sākās daudzkanālu pārraides sistēmu attīstība. Pēc tam vēlme paplašināt pārraidīto frekvenču diapazonu un palielināt līniju joslas platumu noveda pie jauna veida kabeļu, tā saukto koaksiālo, izveidošanas. Bet to masveida ražošana aizsākās tikai 1935. gadā, līdz tam laikam parādījās jauni augstas kvalitātes dielektriķi, piemēram, eskapons, augstfrekvences keramika, polistirols, styroflex uc Šie kabeļi ļauj pārnest enerģiju ar strāvas frekvenci līdz pat vairākiem miljonu hercu un ļauj pārraidīt televīzijas programmas lielos attālumos. Pirmā koaksiālā līnija 240 HF telefonijas kanāliem tika ielikta 1936. gadā. Pirmie transatlantiskie zemūdens kabeļi, kas tika ielikti 1856. gadā, organizēja tikai telegrāfa sakarus, un tikai 100 gadus vēlāk, 1956. gadā, starp Eiropu un Ameriku tika uzbūvēts zemūdens koaksiālais maģistrs daudzkanālu vajadzībām. telefonija.
1965.-1967.gadā. Platjoslas informācijas pārraidīšanai parādījās eksperimentālās viļņvada sakaru līnijas, kā arī kriogēnās supravadošās kabeļu līnijas ar ļoti zemu vājinājumu. Kopš 1970. gada tiek aktīvi attīstīts darbs pie gaismas vadu un optisko kabeļu izveides, izmantojot redzamo un infrasarkano starojumu optisko viļņu diapazonā.
Optisko šķiedru komunikācijas straujajā attīstībā izšķiroša loma bija šķiedras gaismas vada izveidei un pusvadītāju lāzera nepārtrauktas ģenerēšanas iegūšanai. Līdz 80. gadu sākumam optiskās šķiedras sakaru sistēmas tika izstrādātas un pārbaudītas reālos apstākļos. Galvenās šādu sistēmu pielietošanas jomas ir telefona tīkls, kabeļtelevīzija, objekta iekšējā komunikācija, datortehnoloģijas, procesu vadības un vadības sistēmas u.c.
Krievijā un citās valstīs ir izveidotas pilsētas un tālsatiksmes optisko šķiedru sakaru līnijas. Tām ir ierādīta vadošā vieta sakaru nozares zinātniskajā un tehnoloģiskajā progresā.
Optisko sakaru kabeļu dizains un īpašības
Optisko sakaru kabeļu šķirnes
Optiskais kabelis sastāv no kvarca stikla optiskām šķiedrām (gaismas vadotnēm), kas savītas atbilstoši noteiktai sistēmai un ir ietvertas kopējā aizsargapvalkā. Ja nepieciešams, kabelis var saturēt barošanas (stiprināšanas) un slāpēšanas elementus.
Esošās OK pēc to mērķa var iedalīt trīs grupās: galvenajā, zonālā un pilsētas. Zemūdens, objekts un instalācija OK ir sadalīti atsevišķās grupās.
Trunk OK ir paredzēti, lai pārraidītu informāciju lielos attālumos un ievērojamā skaitā kanālu. Tiem jābūt ar zemu vājinājumu un izkliedi un augstu informācijas caurlaidspēju. Tiek izmantota vienmoda šķiedra ar serdi un apšuvumu 8/125 µm. Viļņa garums 1,3...1,55 µm.
Zonālie OK kalpo daudzkanālu komunikācijas organizēšanai starp reģionālo centru un reģioniem ar sakaru diapazonu līdz 250 km. Tiek izmantotas gradienta šķiedras ar izmēriem 50/125 µm. Viļņa garums 1,3 µm.
City OK tiek izmantots kā savienojums starp pilsētas automātiskajām telefona centrālēm un sakaru centriem. Tie ir paredzēti nelieliem attālumiem (līdz |10 km) un lielam kanālu skaitam. Šķiedras - gradients (50/125 mikroni). Viļņa garums 0,85 un 1,3 µm. Šīs līnijas, kā likums, darbojas bez starpposma lineārajiem reģeneratoriem.
Zemūdene OK paredzēta saziņai caur lielām ūdens barjerām. Tiem jābūt ar augstu mehānisko stiepes izturību un uzticamiem mitrumizturīgiem pārklājumiem. Ir arī svarīgi, lai zemūdens sakariem būtu zems vājināšanās un ilgs reģenerācijas garums.
Objekta OK kalpo informācijas nodošanai objektā. Tas ietver institucionālos un videotelefona sakarus, iekšējo kabeļtelevīzijas tīklu, kā arī mobilo objektu (lidmašīnu, kuģu u.c.) borta informācijas sistēmas.
Montāžas OK tiek izmantotas aprīkojuma iekšējai un starpvienībai montāžai. Tie ir izgatavoti saišķu vai plakanu lentu veidā.
Optiskās šķiedras un to izgatavošanas īpatnības
Optiskās šķiedras galvenais elements ir optiskā šķiedra (optiskā šķiedra), kas izgatavota plānas cilindriskas stikla šķiedras veidā, caur kuru tiek pārraidīti gaismas signāli ar viļņu garumu 0,85 ... 1,6 μm, kas atbilst frekvenču diapazonam (2,3 ... 1,2) 10 14 Hz.
Gaismas vadotnei ir divslāņu dizains, un tā sastāv no serdes un apšuvuma ar dažādiem refrakcijas rādītājiem. Kodols kalpo elektromagnētiskās enerģijas pārraidīšanai. Korpusa mērķis ir radīt vislabākos apstākļus atspoguļošanai saskarnē “core-shell” un aizsardzībai pret apkārtējās telpas traucējumiem.
Šķiedras kodols, kā likums, sastāv no kvarca, un apšuvums var būt kvarcs vai polimērs. Pirmo šķiedru sauc par kvarca kvarcu, bet otro - par kvarca polimēru (silīcija organisko savienojumu). Pamatojoties uz fizikāli optiskajām īpašībām, priekšroka tiek dota pirmajam. Kvarca stiklam ir šādas īpašības: laušanas koeficients 1,46, siltumvadītspēja 1,4 W/mk, blīvums 2203 kg/m 3.
Gaismas vadotnes ārpusē ir aizsargpārklājums, kas aizsargā to no mehāniskām ietekmēm un uzklāj krāsas. Aizsargpārklājums parasti ir izgatavots divos slāņos: vispirms no silīcija organiskā savienojuma (SIEL) un pēc tam no epoksīda akrilāta, fluoroplastmasas, neilona, polietilēna vai lakas. Kopējais šķiedras diametrs 500...800 µm
Esošajos optisko šķiedru konstrukcijās tiek izmantotas trīs veidu optiskās šķiedras: pakāpju šķiedras ar serdes diametru 50 μm, gradients ar sarežģītu (parabolisku) kodola refrakcijas indeksa profilu un vienmoda ar plānu serdi (6 ... 8). μm)
Runājot par frekvenču joslas platumu un pārraides diapazonu, vislabākās ir vienmoda šķiedras, bet vissliktākās ir pakāpju šķiedras.
Svarīgākā optiskās komunikācijas problēma ir optisko šķiedru (OF) izveide ar zemiem zudumiem. Kvarca stiklu izmanto kā izejmateriālu optisko šķiedru ražošanā, kas ir labs līdzeklis gaismas enerģijas izplatībai. Tomēr parasti stikls satur lielu daudzumu svešu piemaisījumu, piemēram, metālu (dzelzs, kobalts, niķelis, varš) un hidroksilgrupas (OH). Šie piemaisījumi rada ievērojamu zudumu pieaugumu gaismas absorbcijas un izkliedes dēļ. Lai iegūtu OF ar zemiem zudumiem un vājināšanu, ir jāatbrīvojas no piemaisījumiem, lai būtu ķīmiski tīrs stikls.
Šobrīd visplašāk izmantotā metode OF izveidošanai ar zemiem zudumiem ir ķīmiskā tvaiku pārklāšana.
OF iegūšana ar ķīmisko tvaiku pārklāšanu tiek veikta divos posmos: tiek izgatavota divslāņu kvarca sagatave un no tās tiek izvilkta šķiedra. Apstrādājamo priekšmetu izgatavo šādi
Hlorēta kvarca un skābekļa strūklu ievada dobā kvarca caurulē ar laušanas koeficientu 0,5...2 m garumā un 16...18 mm diametrā. Ķīmiskās reakcijas rezultātā augstā temperatūrā (1500...1700°C) uz caurules iekšējās virsmas slāņos nogulsnējas tīrs kvarcs. Tādējādi tiek aizpildīts viss caurules iekšējais dobums, izņemot pašu centru. Lai likvidētu šo gaisa kanālu, tiek pielietota vēl augstāka temperatūra (1900°C), kā rezultātā notiek sabrukšana un cauruļveida sagatave tiek pārveidota par cietu cilindrisku sagatavi. Pēc tam tīrs nogulsnētais kvarcs kļūst par optiskās šķiedras kodolu ar refrakcijas indeksu ,
un pati caurule darbojas kā apvalks ar refrakcijas indeksu .
Šķiedras vilkšana no sagataves un tās uztīšana uz uztveršanas cilindra tiek veikta stikla mīkstināšanas temperatūrā (1800...2200°C). Vairāk nekā 1 km optiskās šķiedras iegūst no 1 m garas sagataves.
Šīs metodes priekšrocība ir ne tikai OF iegūšana ar ķīmiski tīra kvarca serdi, bet arī iespēja izveidot gradienta šķiedras ar noteiktu refrakcijas indeksa profilu. Tas tiek darīts: izmantojot leģētu kvarcu ar titānu, germāniju, boru, fosforu vai citiem reaģentiem. Atkarībā no izmantotās piedevas šķiedras refrakcijas indekss var atšķirties. Tātad germānija palielinās, un bors samazina refrakcijas indeksu. Izvēloties leģētā kvarca receptūru un novērojot noteiktu piedevu daudzumu slāņos, kas nogulsnēti uz caurules iekšējās virsmas, ir iespējams nodrošināt nepieciešamo izmaiņu modeli pār šķiedras serdes šķērsgriezumu.
Optisko kabeļu konstrukcijas
OK konstrukcijas galvenokārt nosaka to pielietojuma mērķis un apjoms. Šajā sakarā ir daudz konstruktīvu iespēju. Šobrīd dažādās valstīs tiek izstrādāts un ražots liels skaits kabeļu veidu.
Tomēr visu esošo kabeļu veidu klāstu var iedalīt trīs grupās
koncentriski savīti kabeļi
formas serdes kabeļi
plakanie lentu kabeļi.
Pirmās grupas kabeļiem ir tradicionāls savīti koncentrisks serdenis, kas līdzīgs elektriskajiem kabeļiem. Katrā nākamajā serdes tinumā ir par sešām vairāk šķiedrām, salīdzinot ar iepriekšējo. Šādi kabeļi ir zināmi galvenokārt ar šķiedru skaitu 7, 12, 19. Visbiežāk šķiedras atrodas atsevišķās plastmasas caurulēs, veidojot moduļus.
Otrās grupas kabeļiem centrā ir figurēts plastmasas serdenis ar rievām, kurās ievietotas optiskās šķiedras. Rievas un attiecīgi šķiedras atrodas gar helikoīdu, un tāpēc tām nav gareniskas ietekmes uz spraugu. Šādos kabeļos var būt 4, 6, 8 un 10 šķiedras. Ja nepieciešams lieljaudas kabelis, tad tiek izmantoti vairāki primārie moduļi.
Lentes tipa kabelis sastāv no plakanu plastmasas lentu kaudzes, kurā ir uzstādīts noteikts skaits optisko šķiedru. Visbiežāk lentē ir 12 šķiedras, un lentu skaits ir 6, 8 un 12. Ar 12 lentēm šāds kabelis var saturēt 144 šķiedras.
Optiskajos kabeļos, izņemot OB , parasti ir šādi elementi:
jaudas (armatūras) stieņi, kas uzņemas garenisko slodzi, pārrāvuma laikā;
pildvielas nepārtrauktu plastmasas diegu veidā;
pastiprinošie elementi, kas palielina kabeļa pretestību mehāniskā spriedzē;
ārējie aizsargapvalki, kas aizsargā kabeli no mitruma, kaitīgu vielu tvaikiem un ārējām mehāniskām ietekmēm.
Interesē OK franču produkcija. Tie, kā likums, ir komplektēti no vienotiem moduļiem, kas sastāv no plastmasas stieņa ar diametru 4 mm ar ribām pa perimetru un desmit OB, kas atrodas gar šī stieņa perifēriju. Kabeļos ir 1, 4, 7 šādi moduļi. Ārpusē kabeļiem ir alumīnija un pēc tam polietilēna apvalks.
Amerikāņu kabelis, ko plaši izmanto GTS, ir plakanu plastmasas lentu kaudze, kas satur 12 OF. Kabelim var būt no 4 līdz 12 lentēm, kas satur 48-144 šķiedras.
Anglijā tika izbūvēta eksperimentāla elektropārvades līnija ar fāzes vadiem, kas satur OF tehnoloģiskai komunikācijai gar elektropārvades līnijām. Elektrības līnijas vada centrā ir četri OB.
Tiek izmantoti arī apturētie OK. Viņiem ir metāla kabelis, kas iestrādāts kabeļa apvalkā. Kabeļi ir paredzēti piekarināšanai gar gaisvadu līniju balstiem un ēku sienām.
Zemūdens sakariem OK parasti ir paredzēts ar ārējo bruņu pārsegu, kas izgatavots no tērauda stieplēm (11. att.). Centrā ir modulis ar sešiem OB. Kabelim ir vara vai alumīnija caurule. Caur “caurules-ūdens” ķēdi attālināta barošanas avota strāva tiek piegādāta zemūdens neuzraudzītiem pastiprināšanas punktiem.
Pamatprasības sakaru līnijām
Kopumā augsti attīstīto moderno telekomunikāciju tehnoloģiju izvirzītās prasības tālsatiksmes sakaru līnijām var formulēt šādi:
sakari attālumos līdz 12 500 km valsts iekšienē un līdz 25 000 starptautiskajiem sakariem;
platjosla un piemērotība dažāda veida mūsdienu informācijas pārraidei (televīzija, telefonija, datu pārraide, apraide, laikrakstu lappušu pārraide u.c.);
ķēžu aizsardzība no savstarpējiem un ārējiem traucējumiem, kā arī no zibens un korozijas;
līnijas elektrisko parametru stabilitāte, sakaru stabilitāte un uzticamība;
komunikācijas sistēmas efektivitāte kopumā.
Saskaņā ar to kabeļu tehnoloģija attīstās šādos virzienos:
Dominē koaksiālo sistēmu attīstība, kas ļauj organizēt jaudīgus sakaru starus un pārraidīt televīzijas programmas lielos attālumos, izmantojot viena kabeļa sakaru sistēmu.
Daudzsološu komunikācijas OK izveide un ieviešana, kas nodrošina lielu kanālu skaitu un neprasa to ražošanai deficītu metālu (vara, svina).
Plaša plastmasas (polietilēna, polistirola, polipropilēna uc) ieviešana kabeļu tehnoloģijā, kam ir labas elektriskās un mehāniskās īpašības un kas ļauj automatizēt ražošanu.
Alumīnija, tērauda un plastmasas apvalku ieviešana svina vietā. Apvalkiem jābūt hermētiskiem un jānodrošina kabeļa elektrisko parametru stabilitāte visā kalpošanas laikā.
Ekonomisku intrazonālās komunikācijas kabeļu (viena koaksiāla, viena četrstūra, bezbruņu) konstrukcijas izstrāde un ieviešana ražošanā.
Ekranētu kabeļu izveide, kas droši aizsargā caur tiem pārraidīto informāciju no ārējām elektromagnētiskām ietekmēm un pērkona negaisiem, jo īpaši kabeļus alumīnija tērauda un alumīnija svina tipa divslāņu apvalkos.
Sakaru kabeļu izolācijas elektriskās stiprības palielināšana. Mūsdienīgam kabelim vienlaikus jāpiemīt gan augstfrekvences kabeļa, gan spēka elektrības kabeļa īpašībām un jānodrošina augstsprieguma strāvu pārvade bez uzraudzības atstātu pastiprināšanas punktu attālinātai barošanai lielos attālumos.
Līdztekus krāsaino metālu un galvenokārt vara taupīšanai optiskajiem kabeļiem ir šādas priekšrocības:
platjosla, iespēja pārraidīt lielu informācijas plūsmu (vairāki tūkstoši kanālu);
mazi zudumi un attiecīgi lieli apraides posmu garumi (30...70 un 100 km);
mazi gabarīti un svars (10 reizes mazāks par elektrības kabeļiem);
augsta aizsardzība pret ārējām ietekmēm un šķērsrunu;
uzticama drošības tehnoloģija (nav dzirksteļu un īssavienojumu).
Optisko kabeļu trūkumi ietver:
optisko šķiedru uzņēmība pret starojumu, kā rezultātā parādās aptumšošanas plankumi un palielinās vājināšanās;
stikla ūdeņraža korozija, kas izraisa mikroplaisas optiskajā šķiedrā un tās īpašību pasliktināšanos.
Optisko šķiedru sakaru priekšrocības un trūkumi
Atvērto sakaru sistēmu priekšrocības:
Lielāka uztvertā signāla jaudas attiecība pret izstarotās jaudas jaudu ar mazākām raidītāja un uztvērēja antenu apertūrām.
Labāka telpiskā izšķirtspēja ar mazākām raidītāja un uztvērēja antenas apertūrām
Ļoti mazi raidīšanas un uztveršanas moduļu izmēri, ko izmanto saziņai attālumos līdz 1 km
Laba komunikācijas noslēpums
Elektromagnētiskā starojuma spektra neizmantotās daļas attīstība
Nav nepieciešams saņemt atļauju sakaru sistēmas darbībai
Atvērto sakaru sistēmu trūkumi:
Zema piemērotība radio apraidei augstās lāzera stara virziena dēļ.
Augsta nepieciešamā raidītāja un uztvērēja antenu norādīšanas precizitāte
Zema optisko emitētāju efektivitāte
Salīdzinoši augsts trokšņu līmenis uztvērējā, daļēji optiskā signāla noteikšanas procesa kvantu rakstura dēļ
Atmosfēras raksturlielumu ietekme uz komunikācijas uzticamību
Aparatūras kļūmes iespējamība.
Vadošo sakaru sistēmu priekšrocības:
Iespēja iegūt optiskās šķiedras ar zemu vājinājumu un izkliedi, kas ļauj padarīt attālumus starp atkārtotājiem lielus (10 ... 50 km)
Maza diametra vienas šķiedras kabelis
Šķiedru lieces pieļaujamība mazos rādiusos
Mazs optiskā kabeļa svars ar lielu informācijas caurlaidspēju
Zemu izmaksu šķiedras materiāls
Iespēja iegūt optiskos kabeļus, kuriem nav elektrovadītspējas un induktivitātes
Nenozīmīga šķērsruna
Augsta komunikācijas slepenība: signāla noklausīšanās ir iespējama tikai ar tiešu savienojumu ar atsevišķu šķiedru
Elastība vajadzīgā joslas platuma ieviešanā: dažāda veida gaismas vadotnes ļauj nomainīt elektriskos kabeļus visu hierarhijas līmeņu digitālajās sakaru sistēmās
Iespēja nepārtraukti uzlabot sakaru sistēmu
Vadošo sakaru sistēmu trūkumi:
Grūtības savienot (savienot) optiskās šķiedras
Nepieciešamība ievietot papildu elektrību vadošus serdeņus optiskajā kabelī, lai nodrošinātu strāvu attālināti vadāmām iekārtām
Optiskās šķiedras jutība pret ūdens iedarbību, kad tā nonāk kabelī
Optiskās šķiedras jutība pret jonizējošo starojumu
Zema optiskā starojuma avotu efektivitāte ar ierobežotu starojuma jaudu
Grūtības, ieviešot vairākkārtējas piekļuves (paralēlās) piekļuves režīmu, izmantojot laika dalīšanas kopni
Augsts trokšņu līmenis uztvērējā
Šķiedru optikas izstrādes un pielietošanas virzieni
Pavērušies plaši apvāršņi OC un optisko šķiedru pārraides sistēmu praktiskai pielietošanai tādās tautsaimniecības nozarēs kā radioelektronika, datorzinātne, sakari, datortehnika, kosmoss, medicīna, hologrāfija, mašīnbūve, kodolenerģija u.c. Šķiedru optika attīstās sešās jomās:
daudzkanālu informācijas pārraides sistēmas;
kabeļtelevīzija;
lokālie datortīkli;
sensori un sistēmas informācijas vākšanai, apstrādei un pārraidīšanai;
sakari un telemehānika augstsprieguma līnijās;
mobilo objektu aprīkojums un uzstādīšana.
Optisko sistēmu izmantošana kabeļtelevīzijā nodrošina augstu attēla kvalitāti un būtiski paplašina informācijas apkalpošanas iespējas individuālajiem abonentiem. Šajā gadījumā tiek ieviesta pielāgota pieņemšanas sistēma un abonentiem tiek nodrošināta iespēja savā televizora ekrānā saņemt avīžu lappušu attēlus, žurnālu lapas un uzziņu datus no bibliotēkas un izglītības centriem.
Uz OK pamata tiek izveidoti dažādu topoloģiju lokālie datortīkli (gredzens, zvaigzne utt.). Šādi tīkli ļauj apvienot skaitļošanas centrus vienā informācijas sistēmā ar lielu joslas platumu, uzlabotu kvalitāti un aizsardzību pret nesankcionētu piekļuvi.
Nesen ir parādījies jauns virziens optisko šķiedru tehnoloģiju attīstībā - vidējā infrasarkanā viļņa garuma diapazona 2 ... 10 mikroni izmantošana. Paredzams, ka zudumi šajā diapazonā nepārsniegs 0,02 dB/km. Tas ļaus sazināties lielos attālumos ar reģenerācijas vietām līdz 1000 km. Fluora un halkogenīda stiklu izpēte ar cirkonija, bārija un citu savienojumu piedevām, kam piemīt supercaurspīdīgums infrasarkanā viļņa garuma diapazonā, ļauj vēl vairāk palielināt reģenerācijas sekcijas garumu.
Jauni interesanti rezultāti sagaidāmi nelineāru optisko parādību izmantošanā, jo īpaši optiskā impulsa izplatīšanās solitona režīmā, kad impulss var izplatīties, nemainot savu formu vai periodiski mainīt formu izplatīšanās procesā pa šķiedru. Šīs parādības izmantošana šķiedru gaismas vadotnēs ievērojami palielinās pārraidītās informācijas apjomu un sakaru diapazonu, neizmantojot atkārtotājus.
Ļoti daudzsološi ir FOCL ieviest kanālu frekvenču dalīšanas metodi, kas sastāv no tā, ka šķiedrā vienlaikus tiek ievadīts starojums no vairākiem avotiem, kas darbojas dažādās frekvencēs, un signāli uztverošajā galā tiek atdalīti, izmantojot optiskos filtrus. Šo kanālu atdalīšanas metodi FOCL sauc par spektrālo multipleksēšanu vai multipleksēšanu.
Izbūvējot FOCL abonentu tīklus, papildus tradicionālajai radiālā-mezgla tipa telefonu tīkla struktūrai ir paredzēts organizēt gredzenveida tīklus, kas nodrošina kabeļu ekonomiju.
Var pieņemt, ka otrās paaudzes FOTS signālu pastiprināšana un pārveidošana reģeneratoros notiks optiskās frekvencēs, izmantojot integrētās optikas elementus un shēmas. Tas vienkāršos reģeneratīvā pastiprinātāja shēmas, uzlabos to efektivitāti un uzticamību, kā arī samazinās izmaksas.
Trešajā FOTS paaudzē ir paredzēts izmantot runas signālu pārveidošanu optiskajos tieši ar akustisko devēju palīdzību. Jau ir izstrādāts optiskais telefons un notiek darbs pie principiāli jaunu automātisku telefonu centrāļu izveides, kas pārslēdz gaismu, nevis elektriskos signālus. Ir piemēri, kā izveidot vairāku pozīciju ātrgaitas optiskos slēdžus, kurus var izmantot optiskai pārslēgšanai.
Uz OK un digitālo pārraides sistēmu bāzes tiek veidots integrēts daudzfunkcionāls tīkls, kas ietver dažāda veida informācijas pārraidi (telefonija, televīzija, datoru datu pārraide un automatizētās vadības sistēmas, videotelefons, fototelegrāfs, laikrakstu lapu pārraide, ziņas no bankām utt.). Digitālais PCM kanāls ar pārraides ātrumu 64 Mbps (vai 32 Mbps) tika pieņemts kā vienots.
Lai plaši izmantotu QA un FOTS, ir jāatrisina vairākas problēmas. Tie galvenokārt ietver:
sistēmisku jautājumu izpēte un OK lietošanas tehnisko un ekonomisko rādītāju noteikšana sakaru tīklos;
vienmoda šķiedru, gaismas vadu un kabeļu, kā arī tiem paredzēto optoelektronisko ierīču masveida rūpnieciskā ražošana;
mitruma izturības un OK uzticamības palielināšana, izmantojot metāla apvalkus un hidrofobu pildījumu;
infrasarkanā viļņa garuma diapazona 2...10 µm un jaunu materiālu (fluorīda un halkogenīda) apgūšana gaismas vadu izgatavošanai, kas ļauj sazināties lielos attālumos;
datoru tehnoloģiju un informātikas lokālo tīklu izveide;
OK ražošanai nepieciešamo testēšanas un mērīšanas iekārtu, reflektometru, testeru izstrāde, FOCL konfigurācija un darbība;
ieklāšanas tehnoloģijas mehanizācija un OK uzstādīšanas automatizācija;
šķiedru gaismas vadotņu un OK rūpnieciskās ražošanas tehnoloģijas uzlabošana, samazinot to izmaksas;
soliton pārraides režīma izpēte un ieviešana, kurā tiek saspiests impulss un samazināta dispersija;
OK spektrālās multipleksēšanas sistēmas un aprīkojuma izstrāde un ieviešana;
integrēta daudzfunkcionāla abonentu tīkla izveide;
raidītāju un uztvērēju izveide, kas tieši pārvērš skaņu gaismā un gaismu skaņā;
elementu integrācijas pakāpes palielināšana un PCM kanālu veidošanas iekārtu ātrgaitas vienību izveide, izmantojot integrētus optikas elementus;
optisko reģeneratoru izveide, nepārvēršot optiskos signālus elektriskos;
sakaru sistēmu raidīšanas un uztveršanas optoelektronisko ierīču uzlabošana, saskaņotas uztveršanas attīstība;
efektīvu metožu un ierīču izstrāde zonālo un maģistrālo sakaru tīklu starpreģeneratoru barošanai;
dažādu tīkla sadaļu struktūras optimizācija, ņemot vērā sistēmu lietošanas īpatnības uz OK;
ar optisko šķiedru pārraidīto signālu frekvences un laika atdalīšanas iekārtu un metožu pilnveidošana;
optiskās komutācijas sistēmas un ierīču izstrāde.
Secinājums
Šobrīd ir pavērušies plaši apvāršņi OK un optisko šķiedru pārraides sistēmu praktiskai pielietošanai tādās tautsaimniecības nozarēs kā radioelektronika, datorzinātne, sakari, datortehnika, kosmoss, medicīna, hologrāfija, mašīnbūve, kodolenerģija. utt.
Šķiedru optika attīstās daudzos virzienos, un bez tās mūsdienu ražošana un dzīve nav iespējama.
Optisko sistēmu izmantošana kabeļtelevīzijā nodrošina augstu attēla kvalitāti un būtiski paplašina informācijas apkalpošanas iespējas individuālajiem abonentiem.
Optiskās šķiedras sensori spēj darboties agresīvā vidē, ir uzticami, maza izmēra un nav pakļauti elektromagnētiskai ietekmei. Tie ļauj no attāluma novērtēt dažādus fiziskos lielumus (temperatūra, spiediens, strāva utt.). Sensori tiek izmantoti naftas un gāzes rūpniecībā, apsardzes un ugunsdrošības signalizācijas sistēmās, automobiļu tehnoloģijās u.c.
Ļoti perspektīvi ir izmantot OK uz augstsprieguma elektrolīnijām (TL) tehnoloģisko sakaru un telemehānikas organizēšanai. Optiskās šķiedras ir iestrādātas fāzē vai kabelī. Šeit kanāli ir ļoti aizsargāti no elektropārvades līniju elektromagnētiskās ietekmes un pērkona negaisa.
OK vieglums, mazie izmēri, neuzliesmojamība padarīja tās ļoti noderīgas lidmašīnu, kuģu un citu mobilo ierīču uzstādīšanai un aprīkošanai.
Bibliogrāfija
Optiskās sakaru sistēmas / J. Gower - M .: Radio and communication, 1989;
Sakaru līnijas / I. I. Grodņevs, S. M. Verņiks, L. N. Kočanovskis. - M.: Radio un sakari, 1995;
Optiskie kabeļi / I. I. Grodņevs, Ju. T. Larins, I. I. Teumens. - M.: Energoizdat, 1991;
Daudzkanālu sakaru līniju optiskie kabeļi / A. G. Muradjans, I. S. Goldfarbs, V. N. Inozemcevs. - M.: Radio un sakari, 1987;
Šķiedru gaismas vadotnes informācijas pārraidei / J. E. Midwinter. - M.: Radio un sakari, 1983;
Optisko šķiedru sakaru līnijas / II Grodņevs. - M.: Radio un sakari, 1990
