450 g. BC e.- Starovekí grécki filozofi Democritus a Kleoxenus navrhli vytvorenie telegrafu s optickou baterkou.
1600 g. – kniha anglického vedca Gilberta „O magnete, magnetických telesách a veľkom magnete – Zemi“. Opisoval už známe vlastnosti magnetu, ako aj autorove vlastné objavy.
1663 g. – Nemecký vedec Otto von Guericke vykonal experimentálnu prácu na určenie javu elektrostatického odpudzovania unipolárne nabitých predmetov.
1729 g. -Angličan Gray objavil fenomén elektrickej vodivosti.
1745 g. – Nemecký fyzik Ewald Jürgen von Kleist a holandský fyzik Pieter van Muschenbrouck vytvorili „Leydenskú nádobu“ – prvý kondenzátor.
1753 g. — Lipský fyzik Winkler objavil spôsob prenosu elektrického prúdu cez drôty.
1761. – jeden z najväčších matematikov, petrohradský akademik Leonhard Euler prvýkrát vyslovil myšlienku prenosu informácií pomocou vibrácií éteru.
1780 g. – Galvani objavil prvý dizajn detektora, ktorý nebol umelý, ale prirodzený – biologický.
1785 g. Francúzsky fyzik Charles Coulomb, zakladateľ elektrostatiky, zistil, že sila interakcie medzi elektrickými nábojmi je úmerná ich veľkostiam a nepriamo úmerná druhej mocnine vzdialenosti medzi nimi.
1793. – K. Stapp vynašiel „optický telegraf“.
1794 g. – bola uvedená do prevádzky prvá „optická telegrafná“ linka vybudovaná medzi Lille a Parížom (asi 250 km), ktorá mala 22 medziľahlých (reléových) staníc.
1800 g. – Volta vynašiel galvanický článok – takzvaný „Voltov stĺp“, ktorý sa stal prvým zdrojom jednosmerného prúdu.
1820. – Oerstedt objavil spojenie medzi elektrickým prúdom a magnetickým poľom. Elektrický prúd vytvára magnetické pole.
1820. –A. M. Ampere objavil interakciu elektrických prúdov a stanovil zákon tejto interakcie (Ampérov zákon).
1832. – Pavel Lvovich Schilling vynašiel ukazovací telegrafný prístroj, v ktorom päť ručičiek slúžilo ako indikátory.
1837. - Americký vedec C. Page vytvoril takzvaný „grmbling wire“.
1838– Nemecký vedec K. A. Steingel vynašiel uzemnenie tzv.
1838. – S. Morse vymyslel pôvodný nerovný kód.
1839. – medzi Petrohradom a Varšavou (1200 km) bola v tom čase vybudovaná najdlhšia „optická telegrafná“ linka na svete.
1841. -pod vedením Jacobiho bola postavená prvá telegrafná linka medzi Zimným palácom a generálnym veliteľstvom.
1844. - pod vedením Morsea bola vybudovaná telegrafná linka medzi Washingtonom a Baltimorem v celkovej dĺžke 65 km.
1850 g. – B.S. Jacobi vyvinul prvý telegrafný prístroj na svete (o tri roky skôr ako Morse) s písmenovou tlačou prijatých správ, v ktorom, ako povedal, „registrácia znakov bola vykonaná pomocou typografického písma“.
1851. – Morseova abeceda bola mierne upravená a uznaná ako medzinárodná kódex.
1855.– Prvý telegrafný tlačiarenský stroj vynašiel francúzsky telegrafný mechanik E. Baudot.
1858. – Winston vynašiel zariadenie, ktoré prenáša informácie priamo na telegrafnú pásku, ktorá je v ňom zabudovaná (prototyp moderného telegrafného prístroja).
1860. - Philipp Reis, učiteľ fyziky na škole vo Friedrichsdorfe (Nemecko), použil improvizované prostriedky (zátku suda, ihlicu na pletenie, staré zlomené husle, cievku izolovaného drôtu a galvanický prvok) na vytvorenie prístroja na demonštráciu princíp ucha.
1868. – Mahlon Loomis predviedol skupine amerických kongresmanov a vedcov fungovanie prototypu bezdrôtovej komunikačnej linky s dĺžkou 22 km.
1869. - Profesor Charkovskej univerzity Yu I. Morozov vyvinul vysielač - prototyp mikrofónu.
30. júla 1872– M. Loomisovi bol vydaný prvý patent na svete (č. 129971) na bezdrôtový telegrafný systém.
1872. - Ruský inžinier A. N. Lodygin vynašiel prvú elektrickú žiarovku na osvetlenie, ktorá odštartovala éru technológie elektrického vákua.
1873. - Anglický fyzik W. Crookes vynašiel zariadenie - „rádiometer“.
1873. Maxwell skombinoval všetky svoje diela v Doktríne elektriny a magnetizmu.
1874. – Baudot vytvoril viactlačový telegrafický systém.
1877 - D. E. Hughes navrhol telefónny vysielač, ktorý nazval mikrofón.
1877. – v USA bola postavená prvá telefónna ústredňa podľa projektu maďarského inžiniera T. Puskása.
1878. -Stuart dospel k záveru, že v zemskej atmosfére je ionizovaná oblasť ionosféry - vodivá vrstva atmosféry, t.j. Zem a ionosféra sú dosky kondenzátora.
1879. – Ruský vedec Michalskij ako prvý na svete použil uhlíkový prášok v mikrofóne. Tento princíp sa používa dodnes.
1882.– P. M. Golubitsky vynašiel vysoko citlivý telefón a navrhol stolný telefón s pákou na automatické prepínanie okruhu zmenou polohy slúchadla.
1883. – Edison objavil účinok rozprašovania látky rozžeraveného vlákna v elektrickej lampe.
1883. – P. M. Golubitsky vytvoril telefón s dvoma pólmi umiestnenými excentricky voči stredu membrány, ktorý funguje dodnes.
1883. -P. M. Golubitsky navrhol mikrofón s uhoľným práškom.
1886. – G. Hertz vynašiel metódu detekcie elektromagnetických vĺn.
1887. - Ruský vynálezca K. A. Mosnitsky vytvoril „samočinný centrálny spínač“ - predchodcu automatických telefónnych ústrední (PBX).
1887. – uskutočnili sa slávne experimenty Heinricha Hertza dokazujúce reálnosť rádiových vĺn, ktorých existencia vyplývala z teórie J. C. Maxwella.
1889. - Americký vynálezca A. G. Stringer dostal patent na automatickú telefónnu ústredňu.
1890. – slávny francúzsky fyzik E. Branly vynašiel zariadenie schopné reagovať na elektromagnetické žiarenie v rádiovom dosahu. Ako detektor v prijímači slúžil koherer.
1893. - Ruskí vynálezcovia M. F. Freidenberg a S. M. Berdičevskij - Apostolov navrhol svoj „telefónny konektor“ - telefónnu ústredňu s krokovými vyhľadávačmi.
1895. – Freidenberg M.F. si nechal patentovať jednu z najdôležitejších súčastí desaťročných automatických telefónnych ústrední - predvyhľadávač (zariadenie na automatické vyhľadávanie volaného účastníka).
1896. – Freidenberg M.F. vytvoril vyhľadávač strojov so spätným ovládaním z registra nainštalovaného v zariadení predplatiteľa.
25. apríla (7. mája 1895).. - prvá verejná ukážka rádiovej linky A. S. Popova. Tento deň sa u nás každoročne oslavuje ako Deň rozhlasu.
24. (12. marca) 1896– pomocou zariadenia A.S. Popova bol prenesený prvý textový rádiogram na svete, ktorý bol zaznamenaný na telegrafnú pásku.
1896. – Freudenberg si nechal patentovať vyhľadávač strojového typu.
1896. - Berdičevskij - Apostolov vytvoril originálny PBX systém pre 11 tisíc čísel.
1898. – Medzi Moskvou a Petrohradom bola vybudovaná najdlhšia letecká telefónna linka na svete (660 km).
mája 1899. – Prvýkrát v zvukovej podobe si v Rusku vypočuli vysielané telegramy na slúchadlách asistenti A. S. Popova P. N. Rybkin a A. S. Troitsky.
1899. – A. S. Popov ako prvý použil rádiovú komunikáciu na záchranu lode a ľudí. Dosah komunikácie presiahol 40 km.
1900 g. – začiatok rádiového vyzbrojovania lodí ruského námorníctva, t. j. praktické a pravidelné používanie rádiovej komunikácie vo vojenských záležitostiach.
24. augusta 1900– Ruský vedec Konstantin Dmitrievich Persky predstavil pojem televízna „televízia“.
1904. -Angličan Fleming vytvoril trubicovú diódu.
1906. -Američan Lee de Forest vynašiel lampu s riadiacou elektródou – trojelektródovú lampu, ktorá poskytuje možnosť zosilnenia striedavých prúdov.
25. júla 1907. – B. L. Rosing dostal „Privilegium for No. 18076“ za prijímaciu trubicu pre „elektrickú teleskopiu“. Elektrónky určené na príjem obrázkov sa neskôr nazývali elektrónky.
1912. – V.I. Kovalenkov vyvinul generátorovú lampu s vonkajšou anódou chladenou vodou.
1913. – Meissner objavil možnosť samobudenia kmitov v obvode obsahujúcom elektrónku a oscilačný obvod.
1915. – Ruský inžinier B.I. Kovalenkov vyvinul a aplikoval prvé duplexné telefónne vysielanie pomocou triód.
1918. – E. Armstrong vynašiel superheterodynový prijímač.
1919. – Schottky vynašiel tetrodu, ktorá našla praktické uplatnenie až v rokoch 1924–1929.
1922. – O. V. Losev objavil efekt zosilnenia a generovania vysokofrekvenčných kmitov pomocou kryštálov.
1922. – rádioamatéri objavili vlastnosť krátkych vĺn šíriť sa na akúkoľvek vzdialenosť v dôsledku lomu v horných vrstvách atmosféry a odrazu od nich.
1923. -Sovietsky vedec Losev O.V. ako prvý pozoroval žiaru polovodičovej (karbid kremíka) diódy, keď ňou prechádzal elektrický prúd.
marca 1929– začalo prvé pravidelné vysielanie v Nemecku.
30. roky 20. storočia– boli zvládnuté metrové vlny, ktoré sa šírili priamočiaro, bez ohýbania sa okolo zemského povrchu (t. j. v rámci viditeľnosti).
1930. – na základe práce Langmuira sa objavili pentódy.
29. apríla a 2. mája 1931– prvé prenosy televíznych obrazov rozhlasom sa uskutočnili v ZSSR. Boli uskutočnené rozkladom obrazu na 30 riadkov.
augusta 1931– Nemecký vedec Manfred von Ardenne ako prvý na svete verejne demonštroval plne elektronický televízny systém založený na senzore putujúceho lúča s 90-riadkovým skenovaním.
24. septembra 1931- sovietsky vedec S. I. Kataev dostal prednosť za vynález vysielacej trubice s náplňou náboja, mozaikového terča a spínania pomocou sekundárnych elektrónov.
1934. – E. Armstrong vynašiel frekvenčnú moduláciu (FM).
1936. – Sovietskym vedcom P.V. Timofeevovi a P.V. Shmakovovi bolo vydané autorské osvedčenie na katódovú trubicu s prenosom obrazu.
1938. – v ZSSR boli uvedené do prevádzky prvé experimentálne televízne centrá v Moskve a Leningrade. Rozklad prenášaného obrazu v Moskve bol 343 riadkov a v Leningrade - 240 riadkov pri 25 snímkach za sekundu. 25. júla 1940 bol schválený 441-riadkový rozkladový štandard.
1938. – V ZSSR sa začala sériová výroba konzolových prijímačov pre 343 liniek typu TK-1 s rozmerom obrazovky 14x18 cm.
1939. – E. Armstrong postavil prvú rádiostanicu pracujúcu v rozsahu rádiových vĺn VHF.
40. roky 20. storočia– zvládnuté decimetrové a centimetrové vlny.
1948. - Americkí výskumníci pod vedením Shockleyho vynašli polovodičový triódový tranzistor.
1949. – v ZSSR sa začala sériová výroba televízorov KVN-49 na trubici s priemerom 17 cm (vyvinuté V.K. Kenigsonom, N.M. Varshavským, N.A. Nikolaevským).
4. marca 1950– V Moskve vzniklo prvé vedecké centrum pre príjem televíznych sietí.
1953 –1954– Prvé domáce rádioreléové komunikačné zariadenie pre rozsah elektromerov „Crab“ bolo vyvinuté v ZSSR. Používal sa na komunikačnej linke medzi Krasnovodskom a Baku cez Kaspické more.
Polovica 50. rokov–Rádiové reléové zariadenia Strela boli vyvinuté v ZSSR.
4. októbra 1957– Na obežnú dráhu bola vypustená prvá sovietska umelá družica Zeme (AES) a začala sa éra vesmírnej komunikácie.
1958. – Na základe R-600 pracujúceho v pásme 4 GHz bola uvedená do prevádzky prvá hlavná rádioreléová linka Leningrad–Tallinn.
1960. – Prvý prenos farebnej televízie sa uskutočnil v Leningrade z experimentálnej stanice Leningradského elektrotechnického inštitútu spojov.
1965. – závod Kozitsky vyvinul a vyrobil prvý elektrónkový polovodičový televízor „Evening“.
29. novembra 1965– Uskutočnil sa prvý prenos farebných televíznych programov systémom SECAM z Moskvy do Paríža cez komunikačný satelit Molniya-1.
1966. – Mechanický závod Kuntsevo v Moskve vyvinul a vyrobil malý prenosný televízor „Yunost“, zostavený výlučne na tranzistoroch.
28. mája 1966–Prvý prenos farebných televíznych programov cez systém SECAM sa uskutočnil z Paríža do Moskvy cez komunikačný satelit Molniya-1.
2. novembra 1967– Bola uvedená do prevádzky sieť staníc na príjem televíznych programov z umelých družíc Zeme „Molniya – 1“ s názvom „Orbit“.
4. novembra 1967- Do prevádzky bola uvedená celozväzová rozhlasová a televízna vysielacia stanica Ministerstva spojov ZSSR.
1970. – Ultra čisté kremenné vlákno umožnilo prenášať svetelný lúč na vzdialenosť až 2 km.
5. septembra 1982– Prvá satelitná telekonferencia „Moskva – Los Angeles“ venovaná dialógu medzi hudobnými skupinami ZSSR a USA.
apríla 1988–V ZSSR sa začalo používať súpravu nositeľného televízneho novinárskeho vybavenia s videorekordérom.
február 1999– začiatok viackanálového digitálneho satelitného TV vysielania („NTV-plus“). Prenos až 69 televíznych kanálov.
2004. – Vláda Ruskej federácie prijíma rozhodnutie o zavedení digitálneho televízneho vysielania prostredníctvom európskeho systému DVB.
História vývoja komunikačných vedení v Rusku Prvé diaľkové trolejové vedenie bolo postavené medzi Petrohradom a Varšavou v roku 1854. V 70. rokoch 19. storočia bolo uvedené do prevádzky trolejové vedenie z Petrohradu do Vladivostoku L = 10 tis. . V roku 1939 bola uvedená do prevádzky vysokofrekvenčná komunikačná linka z Moskvy do Chabarovska L = 8 300 tisíc km. V roku 1851 bol položený telegrafný kábel z Moskvy do Petrohradu, izolovaný gutaperčovou páskou. V roku 1852 bol položený prvý podvodný kábel cez Severnú Dvinu.V roku 1866 bola uvedená do prevádzky transatlantická káblová telegrafná linka medzi Francúzskom a USA.
História vývoja komunikačných liniek v Rusku V rokoch boli v Rusku vybudované prvé vzdušné mestské telefónne siete (kábel pozostával až z 54 žíl s izoláciou vzduch-papier) V roku 1901 sa začala výstavba podzemnej mestskej telefónnej siete. v Rusku.Od roku 1902 do roku 1917 na zvýšenie komunikačného dosahu TPZh s feromagnetickým vinutím na umelé zvýšenie indukčnosti. Od roku 1917 bol na linke vyvinutý a testovaný telefónny zosilňovač využívajúci vákuové elektrónky, v roku 1923 prebiehala telefonická komunikácia so zosilňovačmi na linke Charkov-Moskva-Petrohrad. Od začiatku tridsiatych rokov sa začali rozvíjať viackanálové prenosové systémy založené na koaxiálnych kábloch.
História vývoja komunikačných liniek v Rusku V roku 1936 bola uvedená do prevádzky prvá koaxiálna HF telefónna linka s 240 kanálmi. V roku 1956 bolo vybudované podvodné koaxiálne telefónne a telegrafné vedenie medzi Európou a Amerikou. V roku 1965 sa objavili prvé experimentálne vlnovodné vedenia a kryogénne káblové vedenia s veľmi nízkym útlmom. Začiatkom 80. rokov boli vyvinuté a testované optické komunikačné systémy v reálnych podmienkach.
Typy komunikačných vedení (LC) a ich vlastnosti Existujú dva hlavné typy LAN: - vedenia v atmosfére (RL rádiové vedenia) - vodiace prenosové vedenia (komunikačné vedenia). typické rozsahy vlnových dĺžok a rádiových frekvencií Ultra dlhé vlny (VLW) Dlhé vlny (LW) Stredné vlny (MV) Krátke vlny (HF) Ultrakrátke vlny (VHF) Decimetrové vlny (DCW) Centimetrové vlny (SM) Milimetrové vlny (MM) Optické dosah 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
Hlavné nevýhody RL (rádiových komunikácií) sú: -závislosť kvality komunikácie od stavu prenosového média a elektromagnetických polí tretích strán; -pomalá rychlosť; nedostatočne vysoká elektromagnetická kompatibilita v rozsahu vlnových dĺžok metra a vyššie; -zložitosť zariadenia vysielača a prijímača; - úzkopásmové prenosové systémy, najmä na dlhých vlnách a vyšších.
Aby sa znížili nevýhody radaru, používajú sa vyššie frekvencie (centimetrové, optické rozsahy) a rozsah decimetrov. Ide o reťaz opakovačov inštalovaných každých 50 km až 100 km. RRL vám umožňujú prijímať počet kanálov () na vzdialenosť (až do km); Tieto linky sú menej náchylné na rušenie a poskytujú pomerne stabilnú a kvalitnú komunikáciu, ale stupeň bezpečnosti prenosu cez ne je nedostatočný. Rádiové reléové linky (RRL)
Rozsah centimetrových vĺn. SL umožňujú viackanálovú komunikáciu na „nekonečnú“ vzdialenosť; Satelitné komunikačné linky (SL) Výhodou SL je veľká oblasť pokrytia a prenos informácií na značné vzdialenosti. Nevýhodou SL sú vysoké náklady na vypustenie satelitu a zložitosť organizácie duplexnej telefonickej komunikácie.
Výhody LAN sprievodcov sú kvalitný prenos signálu, vysoká prenosová rýchlosť, väčšia ochrana pred vplyvom polí tretích strán, relatívna jednoduchosť koncových zariadení. Nevýhody vedenia LAN sú vysoké kapitálové a prevádzkové náklady a relatívne trvanie nadviazania komunikácie.
RL a LAN si neprotirečia, ale dopĺňajú sa.V súčasnosti komunikačné linky prenášajú signály od jednosmerného prúdu do optického frekvenčného rozsahu a rozsah prevádzkových vlnových dĺžok siaha od 0,85 mikrónov do stoviek kilometrov. - kábel (CL) - režijné (VL) - optické vlákno (FOCL). Hlavné typy smerových liekov:
ZÁKLADNÉ POŽIADAVKY NA KOMUNIKAČNÉ LINKY - komunikácia na vzdialenosti až km v rámci krajiny a až pre medzinárodné komunikácie; - širokopásmové pripojenie a vhodnosť na prenos rôznych druhov moderných informácií (televízia, telefón, prenos dát, vysielanie, prenos novín atď.); - ochrana obvodov pred vzájomným a vonkajším rušením, ako aj pred búrkami a koróziou; - stabilita elektrických parametrov vedenia, stabilita a spoľahlivosť komunikácie; -nákladová efektívnosť komunikačného systému ako celku.
Moderný vývoj káblovej techniky 1. Prevládajúci rozvoj koaxiálnych systémov, ktoré umožňujú organizovať výkonné komunikačné lúče a prenášať televízne programy na veľké vzdialenosti cez jednokáblový komunikačný systém. 2. Vytvorenie a implementácia perspektívnych OC komunikácií, ktoré poskytujú veľké množstvo kanálov a na svoju výrobu nevyžadujú vzácne kovy (meď, olovo). 3. Široké zavedenie plastov (polyetylén, polystyrén, polypropylén atď.) do káblovej techniky, ktoré majú dobré elektrické a mechanické vlastnosti a umožňujú automatizovanú výrobu.
4. Zavedenie hliníkových, oceľových a plastových plášťov namiesto olova. Plášte musia byť nepriepustné a musia zabezpečiť stabilitu elektrických parametrov kábla počas celej jeho životnosti. 5. Vývoj a zavedenie do výroby cenovo výhodných prevedení vnútrozónových komunikačných káblov (jednokoaxiálne, jednoštvorkové, neozbrojené). 6. Vytváranie tienených káblov, ktoré spoľahlivo chránia informácie cez ne prenášané pred vonkajšími elektromagnetickými vplyvmi a búrkami, najmä káblov v dvojvrstvovom plášti ako hliník-oceľ a hliník-olovo.
7. Zvýšenie elektrickej pevnosti izolácie komunikačného kábla. Moderný kábel musí mať súčasne vlastnosti vysokofrekvenčného kábla aj silového elektrického kábla a zabezpečiť prenos vysokonapäťových prúdov pre vzdialené napájanie bezobslužných zosilňovacích bodov na veľké vzdialenosti.
Komunikačné linky vznikli súčasne s príchodom elektrického telegrafu. Prvé komunikačné linky boli káblové. Kvôli nedokonalému dizajnu káblov však podzemné káblové komunikačné vedenia čoskoro ustúpili nadzemným vedeniam. Prvá diaľková letecká linka bola postavená v roku 1854 medzi Petrohradom a Varšavou. Začiatkom 70. rokov minulého storočia bolo vybudované nadzemné telegrafné vedenie z Petrohradu do Vladivostoku v dĺžke asi 10 tisíc km. V roku 1939 bola uvedená do prevádzky najdlhšia vysokofrekvenčná telefónna linka na svete Moskva-Chabarovsk s dĺžkou 8 300 km.
Vytvorenie prvých káblových vedení je spojené s menom ruského vedca P.L. šiling. Ešte v roku 1812 Schilling predviedol výbuchy námorných mín v Petrohrade pomocou izolovaného vodiča, ktorý na tento účel vytvoril.
V roku 1851 súčasne s výstavbou železnice bol medzi Moskvou a Petrohradom položený telegrafný kábel izolovaný gutaperčou. Prvé podmorské káble boli položené v roku 1852 cez Severnú Dvinu a v roku 1879 cez Kaspické more medzi Baku a Krasnovodskom. V roku 1866 bola uvedená do prevádzky transatlantická káblová telegrafná linka medzi Francúzskom a USA.
V rokoch 1882-1884. Prvé mestské telefónne siete v Rusku boli vybudované v Moskve, Petrohrade, Rige a Odese. V 90. rokoch minulého storočia boli na mestských telefónnych sieťach Moskvy a Petrohradu zavesené prvé káble s až 54 žilami. V roku 1901 sa začala výstavba podzemnej mestskej telefónnej siete.
Prvé návrhy komunikačných káblov, pochádzajúce zo začiatku 20. storočia, umožňovali telefonický prenos na krátke vzdialenosti. Išlo o takzvané mestské telefónne káble so vzduchovo-papierovou izoláciou žíl a ich skrúcaním do párov. V rokoch 1900-1902 bol urobený úspešný pokus o zvýšenie dosahu prenosu umelým zvýšením indukčnosti káblov zaradením tlmiviek do obvodu (Pupinov návrh), ako aj použitím vodivých jadier s feromagnetickým vinutím (Krupov návrh). Takéto metódy v tom štádiu umožnili niekoľkonásobne zvýšiť dosah telegrafnej a telefónnej komunikácie.
Dôležitou etapou vo vývoji komunikačných technológií bol vynález, a to od roku 1912-1913. zvládnutie výroby elektróniek. V roku 1917 V.I. Kovalenkov vyvinul a otestoval na linke telefónny zosilňovač s použitím vákuových elektrónok. V roku 1923 bola zavedená telefonická komunikácia so zosilňovačmi na trati Charkov-Moskva-Petrograd.
V 30. rokoch 20. storočia sa začal vývoj viackanálových prenosových systémov. Následne túžba rozšíriť rozsah prenášaných frekvencií a zvýšiť kapacitu vedení viedla k vytvoreniu nových typov káblov, takzvaných koaxiálnych. Ale ich masová výroba sa datuje až do roku 1935, kedy sa objavili nové kvalitné dielektriká ako escapon, vysokofrekvenčná keramika, polystyrén, styroflex atď. Tieto káble umožňujú prenos energie na súčasných frekvenciách až niekoľko miliónov hertzov a umožňujú prenášať televízne programy na veľké vzdialenosti. Prvá koaxiálna linka pre 240 HF telefónnych kanálov bola položená v roku 1936. Prvé transatlantické podmorské káble, položené v roku 1856, poskytovali iba telegrafnú komunikáciu a len o 100 rokov neskôr, v roku 1956, bola postavená podvodná koaxiálna linka medzi Európou a Amerikou pre viacnásobné - kanálová telefónna komunikácia.
V rokoch 1965-1967 objavili sa experimentálne vlnovodné komunikačné vedenia na prenos širokopásmových informácií, ako aj kryogénne supravodivé káblové vedenia s veľmi nízkym útlmom. Od roku 1970 sa aktívne začalo pracovať na vytváraní svetlovodov a optických káblov využívajúcich viditeľné a infračervené žiarenie v rozsahu optických vlnových dĺžok.
Vytvorenie vláknového svetlovodu a dosiahnutie nepretržitého generovania polovodičového lasera zohrali rozhodujúcu úlohu v rýchlom rozvoji komunikácií z optických vlákien. Začiatkom 80. rokov boli vyvinuté a testované optické komunikačné systémy v reálnych podmienkach. Hlavnými oblasťami použitia takýchto systémov sú telefónne siete, káblová televízia, vnútropodniková komunikácia, výpočtová technika, systémy riadenia a riadenia procesov atď.
V Rusku a ďalších krajinách boli položené mestské a diaľkové optické komunikačné linky. Majú vedúce miesto vo vedeckom a technologickom pokroku v komunikačnom priemysle.
Káblové a drôtené výrobky a príslušenstvo
História vzniku a vývoja elektrických vedení v Rusku
Za prvý prípad prenosu elektrického signálu na diaľku sa považuje experiment, ktorý v polovici 18. storočia vykonal opát J-A Nollet: dvesto mníchov kartuziánskeho kláštora na jeho pokyn chytilo rukami kovový drôt. a stáli v rade dlhom viac ako míľu. Keď zvedavý opát vybil elektrický kondenzátor na drôt, všetci mnísi sa okamžite presvedčili o realite elektriny a experimentátor o rýchlosti jej šírenia. Týchto dvesto mučeníkov si samozrejme neuvedomilo, že vytvorili prvé vedenie na prenos energie v histórii.
V roku 1874 ruský inžinier F.A. Pirotsky navrhol použiť železničné koľajnice ako vodič elektrickej energie. V tom čase bol prenos elektriny po drôtoch sprevádzaný veľkými stratami (pri prenose jednosmerného prúdu dosahovali straty vo vedení 75 %). Zdalo sa možné znížiť straty vo vedení zväčšením prierezu vodiča. Pirotsky vykonal experimenty s prenosom energie pozdĺž koľajníc Sestroretskej železnice. Obe koľajnice boli izolované od zeme, jedna z nich slúžila ako priamy vodič, druhá ako spätný vodič. Vynálezca sa pokúsil túto myšlienku využiť na rozvoj mestskej dopravy a na prípojné koľajnice postavil malý príves. To sa však ukázalo ako nebezpečné pre chodcov. Oveľa neskôr sa však takýto systém vyvinul v modernom metre.
Slávny elektrotechnik Nikola Tesla sníval o vytvorení systému na bezdrôtový prenos energie kamkoľvek na planéte. V roku 1899 sa pustil do výstavby transatlantickej komunikačnej veže v nádeji, že svoje elektrické nápady zrealizuje pod zámienkou komerčne ziskového podniku. Pod jeho vedením bola v Colorade postavená obrovská 200 kW rádiová stanica. V roku 1905 sa uskutočnilo skúšobné spustenie rozhlasovej stanice. Podľa očitých svedkov okolo veže šľahali blesky a ionizované prostredie žiarilo. Novinári tvrdili, že vynálezca rozsvietil oblohu tisíce kilometrov nad oceánom. Takýto komunikačný systém sa však čoskoro ukázal ako príliš drahý a ambiciózne plány zostali nerealizované, čo viedlo k vzniku celého radu teórií a fám (od „lúčov smrti“ po tunguzský meteorit – všetko sa pripisovalo aktivitám N. Tesla).
Najoptimálnejším riešením v tom čase bolo teda vzdušné elektrické vedenie. Začiatkom 90. rokov 19. storočia sa ukázalo, že je lacnejšie a praktickejšie stavať elektrárne v blízkosti zdrojov paliva a vody, než ako to bolo predtým v blízkosti spotrebiteľov energie. Napríklad prvá tepelná elektráreň u nás bola postavená v roku 1879 vo vtedajšom hlavnom meste - Petrohrade, špeciálne na osvetlenie Liteinského mosta, v roku 1890 bola spustená jednofázová elektráreň v Puškine a Cárskom Sele. podľa súčasníkov sa „stalo prvým mestom v Európe, ktoré bolo úplne a výlučne osvetlené elektrinou“. Tieto zdroje však boli často vzdialené od veľkých miest, ktoré tradične pôsobili ako centrá priemyslu. Bolo potrebné prenášať elektrickú energiu na veľké vzdialenosti. Teóriu prenosu súčasne rozvinul ruský vedec D.A. Lachinov a francúzsky elektroinžinier M. Despres. V tom istom čase Američan George Westinghouse vyvíjal transformátory, no prvý transformátor na svete (s otvoreným jadrom) vytvoril P.N. Yablochkov, ktorý na to dostal patent už v roku 1876.
Zároveň vyvstala otázka o použití striedavého alebo jednosmerného prúdu. O túto problematiku sa zaujímal aj tvorca oblúkovej žiarovky P.N. Yablochkov, ktorý predznamenal veľkú budúcnosť vysokonapäťového striedavého prúdu. Tieto závery podporil aj ďalší domáci vedec M.O. Dolivo-Dobrovolsky.
V roku 1891 postavil prvé trojfázové vedenie na prenos energie, ktoré znížilo straty na 25 %. Vedec v tom čase pracoval pre spoločnosť AEG, ktorú vlastní T. Edison. Táto spoločnosť bola pozvaná na medzinárodnú elektrotechnickú výstavu vo Frankfurte nad Mohanom, kde sa rozhodovalo o otázke ďalšieho využitia striedavého alebo jednosmerného prúdu. Bola zorganizovaná medzinárodná testovacia komisia pod predsedníctvom nemeckého vedca G. Helmholtza. Členmi komisie boli ruský inžinier R.E. Klasson. Predpokladalo sa, že komisia otestuje všetky navrhované systémy a odpovie na otázku výberu typu prúdu a perspektívneho systému napájania.
M.O. Dolivo-Dobrovolsky sa rozhodol preniesť energiu vodopádu do rieky pomocou elektriny. Neckar (neďaleko mesta Laufen) na výstavisko vo Frankfurte. Vzdialenosť medzi týmito dvoma bodmi bola 170 km, hoci do tohto bodu dosah prenosu zvyčajne nepresahoval 15 km. Ruský vedec musel za jediný rok postaviť elektrické vedenie na drevených stĺpoch, vytvoriť potrebné motory a transformátory („indukčné cievky“, ako sa vtedy nazývali) a v spolupráci so švajčiarskou spoločnosťou Oerlikon sa s touto úlohou bravúrne vyrovnal. V auguste 1891 sa na výstave prvýkrát rozsvietilo tisíc žiaroviek napájaných prúdom z vodnej elektrárne Laufen. O mesiac neskôr motor Dolivo-Dobrovolského poháňal dekoratívny vodopád - bol tam akýsi energetický reťazec, malý umelý vodopád bol poháňaný energiou prírodného vodopádu, vzdialeného 170 km od prvého.
Takto bol vyriešený hlavný energetický problém konca 19. storočia – problém prenosu elektriny na veľké vzdialenosti. V roku 1893 inžinier A.N. Šchensnovič na týchto princípoch stavia v novorossijských dielňach Vladikavkazskej železnice prvú priemyselnú elektráreň na svete.
V roku 1891 bol na základe Telegrafnej školy v Petrohrade vytvorený Elektrotechnický inštitút, ktorý začal školiť personál pre nadchádzajúcu elektrifikáciu krajiny.
Drôty pre elektrické vedenia sa spočiatku dovážali zo zahraničia, pomerne rýchlo sa však začali vyrábať v závode na valcovanie mosadze a medi v Kolchuginskom, podniku Spojené káblové závody a závode Podobedov. Ale podpery už boli vyrobené v Rusku - hoci predtým sa používali hlavne na telegrafné a telefónne drôty. Spočiatku sa vyskytli každodenné ťažkosti - negramotné obyvateľstvo Ruskej ríše bolo podozrivé zo stĺpov zdobených znakmi, na ktorých bola nakreslená lebka.
Masívna výstavba elektrických vedení začína koncom 19. storočia, je to spôsobené elektrifikáciou priemyslu. Hlavnou úlohou, ktorá sa v tejto etape riešila, bolo prepojenie elektrární s priemyselnými areálmi. Napätia boli malé, zvyčajne do 35 kV, a úloha sieťovania nebola predložená. Za týchto podmienok boli problémy ľahko vyriešené pomocou drevených jednostĺpikových a U-tvarovaných podpier. Materiál bol dostupný, lacný a plne vyhovoval požiadavkám doby. Všetky tieto roky sa návrhy podpier a drôtov neustále zdokonaľovali.
Pre mobilnú elektrickú dopravu bol známy princíp podzemnej elektrickej trakcie, využívanej na pohon vlakov v Clevelande a Budapešti. Táto metóda však bola nepohodlná a podzemné káblové elektrické vedenia sa používali iba v mestách na pouličné osvetlenie a napájanie súkromných domov. Doteraz náklady na podzemné elektrické vedenie prevyšujú náklady na nadzemné vedenie 2-3 krát.
V roku 1899 sa v Rusku konal Prvý celoruský elektrotechnický kongres. Jej predsedom bol vtedajší predseda Imperiálnej ruskej technickej spoločnosti, profesor Vojenskej inžinierskej akadémie a Technologického inštitútu Nikolaj Pavlovič Petrov. Na kongrese sa zišlo vyše päťsto záujemcov o elektrotechniku, vrátane ľudí z najrôznejších profesií a so širokým spektrom vzdelania. Spájala ich buď spoločná práca v oblasti elektrotechniky, alebo spoločný záujem o rozvoj elektrotechniky v Rusku. Do roku 1917 sa konalo sedem takýchto kongresov, nová vláda pokračovala v tejto tradícii.
V roku 1902 bola na ropné polia v Baku dodaná elektrina, elektrické vedenia prenášali elektrinu s napätím 20 kV.
V roku 1912 sa na rašelinisku neďaleko Moskvy začala výstavba prvej elektrárne na svete spaľujúcej rašelinu. Myšlienka patrila R.E. Klasson, ktorý využil, že uhlie, ktoré poháňalo najmä vtedajšie elektrárne, bolo treba doviezť do Moskvy. To zvýšilo cenu elektriny a rašelinová elektráreň s prenosovým vedením 70 km sa celkom rýchlo zaplatila. Stále existuje - teraz je to GRES-3 v Noginsku.
Elektroenergetiku v Ruskej ríši v tých rokoch vlastnili prevažne zahraničné firmy a podnikatelia, napríklad kontrolný podiel v najväčšej akciovej spoločnosti Electric Lighting Society 1886, ktorá postavila takmer všetky elektrárne pred- revolučné Rusko, patrilo nemeckej firme Siemens a Halske, u nás známej už z histórie výroby káblov (pozri „CABLE-news“, č. 9, s. 28-36). Ďalšia JSC, United Cable Plants, bola riadená koncernom AEG. Veľká časť vybavenia bola dovezená zo zahraničia. Ruská energetika a jej rozvoj výrazne zaostávali za vyspelými krajinami sveta. Do roku 1913 bola Ruská ríša na 8. mieste na svete z hľadiska množstva vyrobenej elektriny.
So začiatkom prvej svetovej vojny sa výroba zariadení pre elektrické vedenia znížila - front potreboval iné produkty, ktoré mohli vyrábať tie isté továrne - telefónny poľný drôt, banský kábel, smaltovaný drôt. Niektoré z týchto výrobkov boli zavedené do domácej výroby po prvý raz, keďže mnohé dovozy boli pre vojnu zastavené. Elektrická akciová spoločnosť Doneckej panvy počas vojny postavila elektráreň s výkonom 60 000 kW a doviezla do nej zariadenia.
Koncom roku 1916 palivová a surovinová kríza spôsobila prudký pokles výroby v továrňach, ktorý pokračoval aj v roku 1917. Po októbrovej socialistickej revolúcii boli všetky továrne a podniky znárodnené výnosom Rady ľudových komisárov (Rada ľudových komisárov). komisári). Na príkaz VSNKh (Najvyššej rady národného hospodárstva) RSFSR boli v decembri 1918 všetky podniky súvisiace s výrobou drôtov a elektrických vedení prevedené na ministerstvo elektrotechnického priemyslu. Takmer všade sa vytvorilo kolegiálne riadenie, na ktorom sa podieľali tak pracovníci zastupujúci „novú vládu“, ako aj predstavitelia bývalého riadiaceho a strojárskeho zboru. Boľševici hneď po nástupe k moci venovali veľkú pozornosť elektrifikácii, napríklad už počas občianskej vojny napriek devastácii, blokáde a zásahom postavili v krajine 51 elektrární s celkovým výkonom 3500 kW.
Plán GOELRO, vypracovaný v roku 1920 pod vedením niekdajšieho petrohradského traťmajstra elektrického vedenia a káblových sietí, neskoršieho akademika G.M. Krzhizhanovsky, vynútil rozvoj všetkých druhov elektrotechniky. Podľa nej malo vzniknúť dvadsať tepelných a desať vodných elektrární s celkovým výkonom 1 milión 750-tisíc kW. Katedra elektrotechnického priemyslu sa v roku 1921 pretransformovala na Hlavné riaditeľstvo elektrotechnického priemyslu Najvyššej hospodárskej rady – „Glavelektro“. Prvým šéfom Glavelektra bol V.V. Kujbyšev.
V roku 1923 sa v Gorkého parku otvorila „Prvá celoruská poľnohospodárska a remeselná výstava“. Výsledkom výstavy bolo, že závod Russkabel získal diplom prvého stupňa za prínos k elektrifikácii a výrobe vysokonapäťových káblov.
Keď sa napätie zvýšilo, a preto sa drôt stal ťažším, urobil sa prechod z drevených na kovové podpery pre elektrické vedenia. V Rusku sa prvé vedenie na kovových podperách objavilo v roku 1925 - dvojokruhové nadzemné vedenie 110 kV, ktoré spájalo Moskvu a elektráreň štátneho okresu Shaturskaya.
V roku 1926 bola v moskovskom energetickom systéme vytvorená prvá centrálna dispečerská služba, ktorá existuje dodnes.
V roku 1928 začal ZSSR vyrábať vlastné výkonové transformátory, ktoré vyrábal špecializovaný Moskovský transformátorový závod.
V tridsiatych rokoch 20. storočia elektrifikácia pokračovala stále rastúcim tempom. Vznikajú veľké elektrárne (Dneproges, elektráreň štátneho okresu Stalingrad atď.), zvyšuje sa napätie prenášanej elektriny (napríklad vedenie Dneproges-Donbass pracuje s napätím 154 kV, vodná elektráreň Nizhne-Svirskaya Elektráreň - Leningradské elektrické vedenie s napätím 220 kV). Koncom 30. rokov minulého storočia bola vybudovaná vodná elektráreň Moskva-Volžskaja, ktorá pracovala s ultravysokým napätím 500 kV. Vznikajú jednotné energetické systémy veľkých regiónov. To všetko si vyžadovalo zlepšenie kovových podpier. Ich návrhy sa neustále zdokonaľovali, rozširoval sa sortiment štandardných podpier a masívne prechádzali podpery so skrutkovými spojmi a priehradové podpery.
V tejto dobe sa používajú aj drevené podpery, ale ich plocha je zvyčajne obmedzená na napätie do 35 kV. Spájajú najmä nepriemyselné vidiecke oblasti.
Počas predvojnových päťročných plánov (1929-1940) vznikli veľké energetické sústavy v celej krajine – na Ukrajine, Bielorusku, Leningrade, Moskve.
Počas vojny bolo z celkového inštalovaného výkonu elektrárne desať miliónov kW vyradených päť miliónov kW. Počas vojnových rokov bolo zničených 61 veľkých elektrární a veľké množstvo techniky odviezli okupanti do Nemecka. Časť zariadení bola vyhodená do vzduchu, časť bola v rekordnom čase evakuovaná na Ural a východ krajiny a tam uvedená do prevádzky, aby sa zabezpečilo fungovanie obranného priemyslu. Počas vojnových rokov bola v Čeľabinsku spustená 100 MW turbínová jednotka.
Sovietski energetici svojou hrdinskou prácou zabezpečovali chod elektrární a sietí v ťažkých vojnových rokoch. Počas postupu fašistických armád smerom na Moskvu v roku 1941 bola uvedená do prevádzky vodná elektráreň Rybinsk, ktorá zásobovala Moskvu energiou pri nedostatku paliva. Štátna okresná elektráreň Novomoskovsk, ktorú dobyli nacisti, bola zničená. Štátna okresná elektráreň Kashirskaya dodávala elektrinu priemyslu v Tule a kedysi existovalo prenosové vedenie, ktoré prechádzalo územím zajatým nacistami. Toto elektrické vedenie obnovili energetici v tyle nemeckej armády. Do prevádzky bola opäť uvedená aj vodná elektráreň Volchov, ktorú poškodilo nemecké letectvo. Z nej pozdĺž dna jazera Ladoga (cez špeciálne položený kábel) bola počas celej blokády dodávaná elektrina do Leningradu.
V roku 1942 bolo na koordináciu práce troch regionálnych energetických systémov: Sverdlovsk, Perm a Čeľabinsk vytvorené prvé spoločné dispečerské riaditeľstvo - ODU Uralu. V roku 1945 bola vytvorená ODU centra, čo znamenalo začiatok ďalšieho zjednocovania energetických systémov do jednotnej siete v celej krajine.
Po vojne sa energetické siete nielen opravovali a obnovovali, ale aj stavali nové. Do roku 1947 obsadil ZSSR druhé miesto na svete vo výrobe elektriny. Na prvom mieste zostali Spojené štáty americké.
V 50-tych rokoch boli postavené nové vodné elektrárne - Volzhskaya, Kuibyshevskaya, Kakhovskaya, Yuzhnouralskaya.
Od konca 50. rokov sa začala etapa rýchleho rastu výstavby elektrických sietí. Každých päť rokov sa dĺžka nadzemného elektrického vedenia zdvojnásobila. Ročne sa postavilo viac ako tridsaťtisíc kilometrov nových elektrických vedení. V súčasnosti sa masívne zavádzajú a používajú železobetónové podpery pre elektrické vedenia s „predpätými stojanmi“. Zvyčajne sa v nich nachádzali vedenia s napätím 330 a 220 kV.
V júni 1954 začala v meste Obninsk prevádzku jadrová elektráreň s výkonom 5 MW. Bola to prvá jadrová elektráreň na svete na pilotné priemyselné účely.
V zahraničí bola prvá priemyselná jadrová elektráreň uvedená do prevádzky až v roku 1956 v anglickom meste Calder Hall. O rok neskôr bola uvedená do prevádzky jadrová elektráreň v americkom Shippingporte.
Budujú sa aj vysokonapäťové vedenia jednosmerného prúdu. Prvé experimentálne elektrické vedenie tohto typu bolo vytvorené v roku 1950 v smere Kašira – Moskva, dlhé 100 km, s výkonom 30 MW a napätím 200 kV. Švédi boli na tejto ceste druhí. V roku 1954 prepojili energetický systém ostrova Gotland pozdĺž dna Baltského mora s energetickým systémom Švédska prostredníctvom 98-kilometrového jednopólového elektrického vedenia s napätím 100 kV a výkonom 20 MW.
V roku 1961 boli spustené prvé bloky najväčšej vodnej elektrárne na svete.
Zjednotenie kovových podpier uskutočnené koncom 60-tych rokov vlastne určilo základný súbor návrhov podpier používaných dodnes. Za posledných 40 rokov, rovnako ako kovové podpery, zostali konštrukcie železobetónových podpier prakticky nezmenené. Dnes sa takmer všetka výstavba sietí v Rusku a krajinách SNŠ uskutočňuje na základe vedeckej a technologickej základne 60-70 rokov.
Svetová prax výstavby elektrických vedení sa až do polovice 60. rokov príliš nelíšila od domácej. Naše postupy sa však v posledných desaťročiach výrazne rozchádzajú. Na Západe sa železobetón ako materiál pre podpery tak nerozšíril. Tam išli cestou budovania línií na kovových mnohostranných podperách.
V roku 1977 vyrobil Sovietsky zväz viac elektriny ako všetky európske krajiny dohromady – 16 % svetovej produkcie.
Prepojením regionálnych energetických sietí vzniká Jednotná energetická sústava ZSSR – najväčšia elektroenergetická sústava, ktorá bola vtedy prepojená s elektroenergetickými sústavami východoeurópskych krajín a vytvorila medzinárodnú energetickú sústavu, nazývanú „Svet“. Do roku 1990 Jednotný energetický systém ZSSR zahŕňal 9 z 11 energetických združení krajiny, ktoré pokrývali 2/3 územia ZSSR, kde žilo viac ako 90 % obyvateľstva.
Treba poznamenať, že pokiaľ ide o množstvo technických ukazovateľov (napríklad rozsah elektrární a napäťové úrovne vysokonapäťových elektrických prenosových vedení), Sovietsky zväz zaujímal vedúce postavenie vo svete.
V osemdesiatych rokoch sa v ZSSR pokúsili zaviesť mnohostranné podpery vyrobené vo Volžskom strojárskom závode do hromadnej výstavby. Nedostatok potrebných technológií však určil konštrukčné chyby týchto podpier, čo viedlo k zlyhaniu. Toto vydanie sa vrátilo až v roku 2003.
Po rozpade Sovietskeho zväzu čelili energetici novým problémom. Na udržiavanie stavu elektrických vedení a ich obnovu bolo vyčlenených veľmi málo prostriedkov, úpadok priemyslu viedol k degradácii až zničeniu mnohých elektrických vedení. Vznikol fenomén, akým je krádež drôtov a káblov za účelom ich následného odovzdania do zberní neželezných kovov ako kovového odpadu. Napriek tomu, že mnohí „zarábajúci“ pri tejto trestnej činnosti zomierajú a ich príjmy sú veľmi zanedbateľné, počet takýchto prípadov sa dodnes prakticky neznížil. Je to spôsobené prudkým poklesom životnej úrovne v regiónoch, keďže túto kriminalitu páchajú najmä marginalizovaní ľudia bez práce a bydliska.
Okrem toho boli narušené väzby s krajinami východnej Európy a bývalými republikami ZSSR, ktoré boli predtým spojené jednotným energetickým systémom. V novembri 1993 sa v dôsledku veľkého nedostatku energie na Ukrajine uskutočnil nútený prechod na samostatnú prevádzku UES Ruska a IPS Ukrajiny, čo viedlo k oddelenej prevádzke UES Ruska so zvyškom energie. systémy, ktoré sú súčasťou energetického systému Mir. Následne už nebola obnovená paralelná prevádzka energetických sústav zaradených do Miru s centrálnym dispečerským riadením v Prahe.
Za posledných 20 rokov sa fyzické opotrebovanie vysokonapäťových sietí výrazne zvýšilo a podľa niektorých výskumníkov dosiahlo viac ako 40 %. V distribučných sieťach je situácia ešte zložitejšia. Komplikuje to neustály nárast spotreby energie. Vyskytuje sa aj zastarávanie zariadení. Väčšina zariadení svojou technickou úrovňou zodpovedá svojim západným náprotivkom spred 20 - 30 rokov. Svetový energetický priemysel medzitým nestojí, vykonávajú sa prieskumné práce v oblasti vytvárania nových typov elektrických vedení: kryogénne, kryorezistorové, polootvorené, s otvorenou slučkou atď.
Domáca elektroenergetika stojí pred najdôležitejšou otázkou riešenia všetkých týchto nových výziev a úloh.
Literatúra
1. Shukhardin S. Technológia v jej historickom vývoji.
2. Kaptsov N.A. Yablochkov - sláva a pýcha ruskej elektrotechniky.
3. Laman N.K., Belousova A.N., Krechetniková Yu.I. Závod Elektroprovod má 200 rokov. M., 1985.
4. Ruský kábel / Ed. M.K. Portnova, N.A. Arskoy, R.M. Lakernik, N.K. Laman, V.G. Radčenko. M., 1995.
5. Valeeva N.M. Čas zanecháva svoje stopy. M., 2009.
6. Gorbunov O.I., Ananyev A.S., Perfiletov A.N., Shapiro R.P-A. 50 rokov Výskumného dizajnu a technologického káblového inštitútu. Eseje o histórii. Petrohrad: 1999.
8. Shitov M.A. Severný kábel. L., 1979.
7. Sevkabel.120 rokov / vyd. L. Ulitina - Petrohrad, 1999.
9. Kislitsyn A.L. Transformátory. Uljanovsk: UlSTU, 2001.
10. Turchin I.Ya. Inžinierske zariadenia pre tepelné elektrárne a inštalačné práce. M.: „Vysoká škola“, 1979.
11. Steklov V. Yu Rozvoj elektroenergetiky ZSSR. 3. vyd. M., 1970.
12. Zhimerin D.G., Dejiny elektrifikácie ZSSR, L., 1962.
13. Lychev P.V., Fedin V.T., Pospelov G.E. Elektrické systémy a siete, Minsk. 2004
14. História káblového priemyslu // “CABLE-news”. č. 9. s. 28-36.
Našli ste chybu? Zvýraznite a stlačte Ctrl + Enter
Chybná správa
(dokument)
n1.doc
Obsah
Úvod
Hlavná časť
História vývoja komunikačných liniek
Dizajn a vlastnosti optických komunikačných káblov
Optické vlákna a vlastnosti ich výroby
Dizajn optických káblov
Základné požiadavky na komunikačné linky
Výhody a nevýhody optických káblov
Záver
Bibliografia
Úvod
Dnes viac ako kedykoľvek predtým potrebujú regióny krajín SNŠ komunikáciu, a to kvantitatívne aj kvalitatívne. Regionálnym lídrom ide predovšetkým o sociálny aspekt tohto problému, pretože telefón je základnou nevyhnutnosťou. Komunikácia ovplyvňuje aj ekonomický rozvoj regiónu a jeho investičnú atraktivitu. Zároveň telekomunikační operátori, ktorí vynakladajú veľa úsilia a peňazí na podporu chátrajúcej telefónnej siete, stále hľadajú prostriedky na rozvoj svojich sietí, na digitalizáciu, zavádzanie optických a bezdrôtových technológií.
V tomto momente nastala situácia, keď takmer všetky hlavné ruské rezorty uskutočňujú rozsiahlu modernizáciu svojich telekomunikačných sietí.
Za posledné obdobie vývoja v oblasti komunikácií sú najrozšírenejšie optické káble (OC) a optické prenosové systémy (FOTS), ktoré svojimi vlastnosťami vysoko prevyšujú všetky tradičné káble komunikačného systému. Komunikácia prostredníctvom optických káblov je jedným z hlavných smerov vedeckého a technologického pokroku. Optické systémy a káble sa používajú nielen na organizovanie telefónnej mestskej a diaľkovej komunikácie, ale aj na káblovú televíziu, videotelefóniu, rozhlasové vysielanie, výpočtovú techniku, technologickú komunikáciu atď.
Použitím komunikácií z optických vlákien sa objem prenášaných informácií prudko zvyšuje v porovnaní s takými rozšírenými prostriedkami, ako sú satelitné komunikácie a rádiové reléové linky, čo sa vysvetľuje skutočnosťou, že prenosové systémy z optických vlákien majú širšiu šírku pásma.
Pre každý komunikačný systém sú dôležité tri faktory:
Informačná kapacita systému vyjadrená počtom komunikačných kanálov alebo rýchlosťou prenosu informácií vyjadrená v bitoch za sekundu;
Útlm, ktorý určuje maximálnu dĺžku úseku regenerácie;
Odolnosť voči vplyvom prostredia;
Najdôležitejším faktorom vo vývoji optických systémov a komunikačných káblov bol vznik optického kvantového generátora – lasera. Slovo laser je tvorené prvými písmenami slovného spojenia Light Amplification by Emission of Radiation – zosilnenie svetla pomocou indukovaného žiarenia. Laserové systémy pracujú v rozsahu optických vlnových dĺžok. Ak prenos cez káble používa frekvencie megahertzov a cez vlnovody - gigahertz, potom sa pre laserové systémy používa viditeľné a infračervené spektrum rozsahu optických vlnových dĺžok (stovky gigahertzov).
Vodiacim systémom pre komunikačné systémy z optických vlákien sú dielektrické vlnovody alebo vlákna, ako sa im hovorí kvôli ich malým priečnym rozmerom a spôsobu výroby. V čase, keď bolo vyrobené prvé vlákno, bol útlm rádovo 1000 dB/km, čo bolo vysvetlené stratami v dôsledku rôznych nečistôt prítomných vo vlákne. V roku 1970 vznikli vláknové svetlovody s útlmom 20 dB/km. Jadro tohto svetlovodu bolo vyrobené z kremeňa s titánovou prísadou na zvýšenie indexu lomu a plášť bol z čistého kremeňa. V roku 1974 útlm sa znížil na 4 dB/km a v roku 1979. Získali sa vlákna s útlmom 0,2 dB/km pri vlnovej dĺžke 1,55 μm.
Pokrok v technológii nízkostratových vlákien podnietil prácu na vytvorení komunikačných liniek z optických vlákien.
Komunikačné linky z optických vlákien majú v porovnaní s konvenčnými káblovými vedeniami nasledujúce výhody:
Vysoká odolnosť voči šumu, necitlivosť na vonkajšie elektromagnetické polia a prakticky žiadne presluchy medzi jednotlivými vláknami uloženými v kábli.
Výrazne vyššia šírka pásma.
Nízka hmotnosť a celkové rozmery. To znižuje náklady a čas kladenia optického kábla.
Medzi vstupom a výstupom komunikačného systému je úplná elektrická izolácia, takže nie je potrebné spoločné uzemnenie medzi vysielačom a prijímačom. Optický kábel môžete opraviť bez vypnutia zariadenia.
Absencia skratov, v dôsledku čoho je možné použiť vláknové svetlovody na prechod cez nebezpečné priestory bez obáv zo skratov, ktoré spôsobujú požiar v priestoroch s horľavými a horľavými médiami.
Potenciálne nízke náklady. Aj keď sú optické vlákna vyrobené z ultračistého skla s nečistotami menšími ako niekoľko častíc na milión, ich masová výroba je lacná. Pri výrobe svetlovodov sa navyše nepoužívajú také drahé kovy ako meď a olovo, ktorých zásoby sú na Zemi obmedzené. Náklady na elektrické vedenia, koaxiálne káble a vlnovody neustále rastú tak s nedostatkom medi, ako aj s rastom nákladov na energiu na výrobu medi a hliníka.
Svet zaznamenal obrovský pokrok vo vývoji optických komunikačných liniek (FOCL). V súčasnosti sa káble z optických vlákien a prenosové systémy pre ne vyrábajú v mnohých krajinách sveta.
Osobitná pozornosť je u nás aj v zahraničí venovaná vytváraniu a realizácii jednovidových prenosových systémov po optických kábloch, ktoré sú považované za najperspektívnejší smer rozvoja komunikačnej techniky. Výhodou jednorežimových systémov je schopnosť prenášať veľký tok informácií na požadované vzdialenosti s veľkými dĺžkami regeneračných úsekov. Už existujú optické vedenia pre veľký počet kanálov s dĺžkou regeneračnej časti 100 ... 150 km. V poslednom čase sa v USA ročne vyrobí 1,6 milióna km. optické vlákna a 80 % z nich je vo verzii s jedným ohniskom.
Moderné domáce káble z optických vlákien druhej generácie sa stali široko používanými, ktorých výrobu zvládol domáci káblový priemysel; patria sem káble nasledujúcich typov:
OKK - pre mestské telefónne siete;
OKZ - pre intrazonálne;
OKL - pre chrbticové komunikačné siete;
Prenosové systémy z optických vlákien sa používajú vo všetkých úsekoch primárnej siete BSS pre diaľkovú, zónovú a miestnu komunikáciu. Požiadavky na takéto prenosové sústavy sa líšia počtom kanálov, parametrami a technicko-ekonomickými ukazovateľmi.
Na chrbticových a zónových sieťach sa používajú digitálne optické prenosové systémy, v miestnych sieťach sa digitálne optické prenosové systémy používajú aj na organizáciu spojovacích liniek medzi automatickými telefónnymi ústredňami a na účastníckej časti siete, obe analógové ( napríklad na usporiadanie televízneho kanála) a možno použiť systémy digitálneho prenosu.
Maximálna dĺžka lineárnych trás hlavných prenosových sústav je 12 500 km. S priemernou dĺžkou okolo 500 km. Maximálna dĺžka lineárnych trás prenosových sústav intrazonálnej primárnej siete nemôže byť väčšia ako 600 km. S priemernou dĺžkou 200 km. Maximálna dĺžka mestských spojovacích vedení pre rôzne prenosové sústavy je 80...100 km.
Človek má päť zmyslov, no jeden z nich je obzvlášť dôležitý – zrak. Očami človek vníma väčšinu informácií o svete okolo seba, 100x viac ako sluchom, nehovoriac o hmate, čuchu a chuti.
na vydávanie signálov používal oheň a potom rôzne druhy umelých svetelných zdrojov. Teraz bol v rukách človeka zdroj svetla aj proces modulácie svetla. V skutočnosti postavil to, čo dnes nazývame optickým spojom alebo optickým komunikačným systémom, vrátane vysielača (zdroja), modulátora, optického káblového vedenia a prijímača (oka). Keď sme ako moduláciu definovali konverziu mechanického signálu na optický, napríklad otváranie a zatváranie svetelného zdroja, môžeme v prijímači pozorovať opačný proces - demoduláciu: premenu optického signálu na signál iného druhu na ďalšie spracovanie v prijímači.
Takýmto spracovaním môže byť napríklad transformácia
svetelný obraz v oku do sledu elektrických impulzov
ľudský nervový systém. Mozog je zahrnutý do procesu spracovania ako posledný článok v reťazci.
Ďalším veľmi dôležitým parametrom používaným pri prenose správ je modulačná rýchlosť. Oko má v tomto smere obmedzenia. Je dobre prispôsobený na vnímanie a analýzu zložitých obrázkov okolitého sveta, ale nedokáže sledovať jednoduché fluktuácie jasu, keď k nim dochádza rýchlejšie ako 16-krát za sekundu.
História vývoja komunikačných liniek
Komunikačné linky vznikli súčasne s príchodom elektrického telegrafu. Prvé komunikačné linky boli káblové. Kvôli nedokonalému dizajnu káblov však podzemné káblové komunikačné vedenia čoskoro ustúpili nadzemným vedeniam. Prvá diaľková letecká linka bola postavená v roku 1854 medzi Petrohradom a Varšavou. Začiatkom 70. rokov minulého storočia bolo vybudované nadzemné telegrafné vedenie z Petrohradu do Vladivostoku v dĺžke asi 10 tisíc km. V roku 1939 bola uvedená do prevádzky najdlhšia vysokofrekvenčná telefónna linka na svete Moskva-Chabarovsk s dĺžkou 8 300 km.
Vznik prvých káblových vedení sa spája s menom ruského vedca P. L. Schillinga. Ešte v roku 1812 Schilling predviedol výbuchy námorných mín v Petrohrade pomocou izolovaného vodiča, ktorý na tento účel vytvoril.
V roku 1851 súčasne s výstavbou železnice bol medzi Moskvou a Petrohradom položený telegrafný kábel izolovaný gutaperčou. Prvé podmorské káble boli položené v roku 1852 cez Severnú Dvinu a v roku 1879 cez Kaspické more medzi Baku a Krasnovodskom. V roku 1866 bola uvedená do prevádzky transatlantická káblová telegrafná linka medzi Francúzskom a USA.
V rokoch 1882-1884. Prvé mestské telefónne siete v Rusku boli vybudované v Moskve, Petrohrade, Rige a Odese. V 90. rokoch minulého storočia boli na mestských telefónnych sieťach Moskvy a Petrohradu zavesené prvé káble s až 54 žilami. V roku 1901 sa začala výstavba podzemnej mestskej telefónnej siete.
Prvé návrhy komunikačných káblov, pochádzajúce zo začiatku 20. storočia, umožňovali telefonický prenos na krátke vzdialenosti. Išlo o takzvané mestské telefónne káble so vzduchovo-papierovou izoláciou žíl a ich skrúcaním do párov. V rokoch 1900-1902 bol urobený úspešný pokus o zvýšenie dosahu prenosu umelým zvýšením indukčnosti káblov zaradením tlmiviek do obvodu (Pupinov návrh), ako aj použitím vodivých jadier s feromagnetickým vinutím (Krupov návrh). Takéto metódy v tom štádiu umožnili niekoľkonásobne zvýšiť dosah telegrafnej a telefónnej komunikácie.
Dôležitou etapou vo vývoji komunikačných technológií bol vynález, a to od roku 1912-1913. zvládnutie výroby elektróniek. V roku 1917 V.I. Kovalenkov vyvinul a otestoval na linke telefónny zosilňovač s použitím vákuových elektrónok. V roku 1923 bola zavedená telefonická komunikácia so zosilňovačmi na trati Charkov-Moskva-Petrograd.
V 30. rokoch 20. storočia sa začal vývoj viackanálových prenosových systémov. Následne túžba rozšíriť rozsah prenášaných frekvencií a zvýšiť kapacitu vedení viedla k vytvoreniu nových typov káblov, takzvaných koaxiálnych. Ale ich masová výroba siaha až do roku 1935, do doby objavenia sa nových kvalitných dielektrík ako escapon, vysokofrekvenčná keramika, polystyrén, styroflex a pod.. Tieto káble umožňujú prenos energie pri súčasných frekvenciách až niekoľko miliónov hertzov a umožňujú im prenášať televízne programy na veľké vzdialenosti. Prvá koaxiálna linka pre 240 HF telefónnych kanálov bola položená v roku 1936. Prvé transatlantické podmorské káble, položené v roku 1856, poskytovali iba telegrafnú komunikáciu a len o 100 rokov neskôr, v roku 1956, bola postavená podvodná koaxiálna linka medzi Európou a Amerikou pre viacnásobné - kanálová telefónna komunikácia.
V rokoch 1965-1967 objavili sa experimentálne vlnovodné komunikačné vedenia na prenos širokopásmových informácií, ako aj kryogénne supravodivé káblové vedenia s veľmi nízkym útlmom. Od roku 1970 sa aktívne začalo pracovať na vytváraní svetlovodov a optických káblov využívajúcich viditeľné a infračervené žiarenie v rozsahu optických vlnových dĺžok.
Vytvorenie vláknového svetlovodu a dosiahnutie nepretržitého generovania polovodičového lasera zohrali rozhodujúcu úlohu v rýchlom rozvoji komunikácií z optických vlákien. Začiatkom 80. rokov boli vyvinuté a testované optické komunikačné systémy v reálnych podmienkach. Hlavnými oblasťami použitia takýchto systémov sú telefónne siete, káblová televízia, vnútropodniková komunikácia, výpočtová technika, systémy riadenia a riadenia procesov atď.
V Rusku a ďalších krajinách boli položené mestské a diaľkové optické komunikačné linky. Majú vedúce miesto vo vedeckom a technologickom pokroku v komunikačnom priemysle.
Dizajn a vlastnosti optických komunikačných káblov
Typy optických komunikačných káblov
Optický kábel pozostáva z optických vlákien z kremenného skla (svetlovody) stočených v špecifickom systéme a uzavretých v spoločnom ochrannom plášti. V prípade potreby môže kábel obsahovať silové (spevňujúce) a tlmiace prvky.
Existujúce OK možno rozdeliť podľa účelu do troch skupín: hlavné, zónové a mestské. Podvodné, prevádzkové a inštalačné OK sú rozdelené do samostatných skupín.
Kufrová komunikácia je určená na prenos informácií na veľké vzdialenosti a značný počet kanálov. Musia mať nízky útlm a rozptyl a vysokú informačnú priepustnosť. Používa sa jednovidové vlákno s rozmermi jadra a plášťa 8/125 mikrónov. Vlnová dĺžka 1,3...1,55 um.
Zónové komunikačné centrá sa používajú na organizovanie viackanálovej komunikácie medzi krajským centrom a okresmi s komunikačným dosahom do 250 km. Používajú sa gradientné vlákna s rozmermi 50/125 mikrónov. Vlnová dĺžka 1,3 µm.
City OK sa používajú ako spojenie medzi mestskými automatickými telefónnymi ústredňami a komunikačnými centrami. Sú určené pre krátke vzdialenosti (do |10 km) a veľký počet kanálov. Vlákna - gradient (50/125 mikrónov). Vlnová dĺžka 0,85 a 1,3 um. Tieto linky spravidla pracujú bez vložených lineárnych regenerátorov.
Podvodné senzory sú určené na komunikáciu cez veľké vodné bariéry. Musia mať vysokú mechanickú pevnosť v ťahu a spoľahlivé nátery odolné voči vlhkosti. Pre podvodnú komunikáciu je tiež dôležité mať nízky útlm a dlhé dĺžky regenerácie.
Objekt OK sa používa na prenos informácií v rámci objektu. Patrí sem inštitucionálna a videotelefónna komunikácia, vnútorná sieť káblovej televízie, ako aj palubné informačné systémy mobilných objektov (lietadlá, lode atď.).
Montážne OK sa používajú na vnútro- a medzijednotkovú inštaláciu zariadení. Vyrábajú sa vo forme zväzkov alebo plochých pások.
Optické vlákna a vlastnosti ich výroby
Hlavným prvkom optického vlákna je optické vlákno (svetlovod), vyrobené vo forme tenkého valcového skleneného vlákna, cez ktoré sa prenášajú svetelné signály s vlnovými dĺžkami 0,85...1,6 mikrónov, čo zodpovedá frekvenčnému rozsahu ( 2,3...1,2) 1014 Hz.
Svetlovod má dvojvrstvový dizajn a skladá sa z jadra a plášťa s rôznymi indexmi lomu. Jadro slúži na prenos elektromagnetickej energie. Účelom plášťa je vytvorenie lepších odrazových podmienok na rozhraní jadro-plášť a ochrana pred rušením z okolitého priestoru.
Jadro vlákna zvyčajne pozostáva z kremeňa a plášť môže byť kremeň alebo polymér. Prvé vlákno sa nazýva quartz-quartz a druhé je kremeň-polymér (organosilikónová zlúčenina). Na základe fyzikálnych a optických vlastností sa dáva prednosť prvému. Kremenné sklo má tieto vlastnosti: index lomu 1,46, súčiniteľ tepelnej vodivosti 1,4 W/μ, hustota 2203 kg/m3.
Na vonkajšej strane svetlovodu je umiestnený ochranný náter, ktorý ho chráni pred mechanickým namáhaním a sfarbením. Ochranný náter sa zvyčajne vyrába v dvoch vrstvách: po prvé, silikónovo-organická zlúčenina (SIEL) a potom epoxidový akrylát, fluoroplast, nylon, polyetylén alebo lak. Celkový priemer vlákna 500...800 µm
V existujúcich konštrukciách OK sa používajú tri typy vlákien: stupňovité s priemerom jadra 50 μm, gradientné s komplexným (parabolickým) profilom indexu lomu jadra a single-mode s tenkým jadrom (6...8 μm)
Z hľadiska frekvenčnej priepustnosti a prenosového rozsahu sú najlepšie jednovidové vlákna a najhoršie stupňovité.
Najdôležitejším problémom v optických komunikáciách je vytváranie optických vlákien (OF) s nízkymi stratami. Kremenné sklo sa používa ako východiskový materiál na výrobu optických vlákien, čo je dobré médium na šírenie svetelnej energie. Sklo však spravidla obsahuje veľké množstvo cudzích nečistôt, ako sú kovy (železo, kobalt, nikel, meď) a hydroxylové skupiny (OH). Tieto nečistoty vedú k výraznému zvýšeniu strát v dôsledku absorpcie a rozptylu svetla. Pre získanie optického vlákna s nízkymi stratami a útlmom je potrebné ho zbaviť nečistôt, aby vzniklo chemicky čisté sklo.
V súčasnosti je najbežnejšou metódou vytvárania optických vlákien s nízkou stratou chemické naparovanie.
Získanie OM chemickým naparovaním sa uskutočňuje v dvoch etapách: pripraví sa dvojvrstvový kremenný obrobok a z neho sa vytiahne vlákno. Obrobok je vyrobený nasledovne
Prúd chlórovaného kremeňa a kyslíka sa privádza do dutej kremennej trubice s indexom lomu dlhým 0,5...2 m a priemerom 16...18 mm. V dôsledku chemickej reakcie pri vysokých teplotách (1500...1700° C) sa na vnútornom povrchu trubice ukladá vo vrstvách čistý kremeň. Takto je vyplnená celá vnútorná dutina trubice, okrem samotného stredu. Na elimináciu tohto vzduchového kanála sa aplikuje ešte vyššia teplota (1900 °C), v dôsledku čoho dôjde k zrúteniu a rúrkový predvalok sa zmení na pevný valcový predvalok. Čistý vyzrážaný kremeň sa potom stáva jadrom OB s indexom lomu ,
a samotná trubica pôsobí ako plášť s indexom lomu .
Vlákno sa odťahuje z obrobku a navíja na prijímací bubon pri teplote mäknutia skla (1800...2200 °C). Z kusu dlhého 1 m sa získa viac ako 1 km optického vlákna.
Výhodou tejto metódy je nielen výroba optických vlákien s jadrom z chemicky čistého kremeňa, ale aj možnosť vytvorenia gradientných vlákien s daným profilom indexu lomu. To sa deje: použitím legovaného kremeňa s prídavkom titánu, germánia, bóru, fosforu alebo iných činidiel. V závislosti od použitej prísady sa index lomu vlákna môže meniť. Germánium teda zvyšuje a bór znižuje index lomu. Výberom zloženia dopovaného kremeňa a zachovaním určitého objemu aditíva vo vrstvách nanesených na vnútornom povrchu rúrky je možné zabezpečiť požadovaný charakter zmeny naprieč prierezom jadra vlákna.
Dizajn optických káblov
Prevedenia OK sú určené predovšetkým ich účelom a rozsahom použitia. V tomto ohľade existuje veľa možností dizajnu. V súčasnosti sa v rôznych krajinách vyvíja a vyrába veľké množstvo typov káblov.
Celú škálu existujúcich typov káblov však možno rozdeliť do troch skupín
koncentricky skrútené káble
káblov s tvarovaným jadrom
ploché páskové káble.
Káble prvej skupiny majú tradičné koncentricky skrútené jadro, podobne ako elektrické káble. Každý nasledujúci zákrut jadra má v porovnaní s predchádzajúcim o šesť vlákien viac. Takéto káble sú známe hlavne s počtom vlákien 7, 12, 19. Najčastejšie sú vlákna umiestnené v samostatných plastových rúrkach, tvoriacich moduly.
Káble druhej skupiny majú v strede tvarované plastové jadro s drážkami, v ktorých sú umiestnené optické vlákna. Drážky a teda vlákna sú umiestnené pozdĺž špirály, a preto nemajú pozdĺžny vplyv na pretrhnutie. Takéto káble môžu obsahovať 4, 6, 8 a 10 vlákien. Ak je potrebné mať vysokokapacitný kábel, potom sa používa niekoľko primárnych modulov.
Plochý kábel pozostáva zo stohu plochých plastových pásikov, do ktorých je namontovaný určitý počet OB. Najčastejšie je v páske 12 vlákien a počet pások je 6, 8 a 12. Pri 12 páskach môže takýto kábel obsahovať 144 vlákien.
V optických kábloch okrem OB , Zvyčajne sú k dispozícii nasledujúce prvky:
silové (spevňovacie) tyče, ktoré preberajú pozdĺžne zaťaženie a pevnosť v ťahu;
plnivá vo forme pevných plastových nití;
výstužné prvky, ktoré zvyšujú odolnosť kábla pri mechanickom namáhaní;
vonkajšie ochranné plášte, ktoré chránia kábel pred prenikaním vlhkosti, výparov škodlivých látok a vonkajších mechanických vplyvov.
Zaujímavosťou sú francúzske vyrobené OK. Spravidla sú skompletizované z unifikovaných modulov pozostávajúcich z plastovej tyče s priemerom 4 mm s rebrami po obvode a desiatich OB umiestnených po obvode tejto tyče. Káble obsahujú 1, 4, 7 takýchto modulov. Na vonkajšej strane majú káble hliníkový a potom polyetylénový plášť.
Americký kábel, široko používaný na GTS, je zväzok plochých plastových pásikov obsahujúcich 12 OB. Kábel môže mať od 4 do 12 pások obsahujúcich 48-144 vlákien.
V Anglicku bolo vybudované experimentálne vedenie na prenos energie s fázovými vodičmi obsahujúcimi optické vlákna na technologickú komunikáciu pozdĺž elektrických vedení. V strede drôtu elektrického vedenia sú štyri OB.
Používajú sa aj závesné OK. Majú kovový kábel zabudovaný v plášti kábla. Káble sú určené na zavesenie na podpery trolejového vedenia a steny budov.
Pre podvodnú komunikáciu sú OK spravidla navrhnuté s vonkajším pancierovým krytom z oceľových drôtov (obr. 11). V strede je modul so šiestimi OB. Kábel má medenú alebo hliníkovú rúrku. Okruh „rúrka-voda“ dodáva vzdialený napájací prúd do podvodných bezobslužných zosilňovacích bodov.
Základné požiadavky na komunikačné linky
Vo všeobecnosti možno požiadavky kladené vysoko rozvinutou modernou telekomunikačnou technológiou na diaľkové komunikačné linky formulovať takto:
komunikácia na vzdialenosti do 12 500 km v rámci krajiny a do 25 000 km pre medzinárodnú komunikáciu;
širokopásmové pripojenie a vhodnosť na prenos rôznych druhov moderných informácií (televízia, telefón, prenos dát, vysielanie, prenos novín atď.);
ochrana obvodov pred vzájomným a vonkajším rušením, ako aj pred búrkami a koróziou;
stabilita elektrických parametrov linky, stabilita a spoľahlivosť komunikácie;
efektívnosť komunikačného systému ako celku.
V súlade s tým sa káblová technológia vyvíja v týchto smeroch:
Prevládajúci vývoj koaxiálnych systémov, ktorý umožňuje organizovať výkonné komunikačné lúče a prenášať televízne programy na veľké vzdialenosti cez komunikačný systém s jedným káblom.
Vytvorenie a implementácia sľubných OC komunikácií, ktoré poskytujú veľké množstvo kanálov a na svoju výrobu nevyžadujú vzácne kovy (meď, olovo).
Široké zavedenie do káblovej technológie z plastov (polyetylén, polystyrén, polypropylén atď.), ktoré majú dobré elektrické a mechanické vlastnosti a umožňujú automatizovanú výrobu.
Zavedenie hliníkových, oceľových a plastových plášťov namiesto olova. Plášte musia byť nepriepustné a musia zabezpečiť stabilitu elektrických parametrov kábla počas celej jeho životnosti.
Vývoj a zavedenie do výroby cenovo výhodných prevedení vnútrozónových komunikačných káblov (jednokoaxiálne, jedno-štvornásobné, nepancierované).
Vytváranie tienených káblov, ktoré spoľahlivo chránia informácie cez ne prenášané pred vonkajšími elektromagnetickými vplyvmi a búrkami, najmä káble v dvojvrstvovom plášti ako hliník - oceľ a hliník - olovo.
Zvýšenie elektrickej pevnosti izolácie komunikačného kábla. Moderný kábel musí mať súčasne vlastnosti vysokofrekvenčného kábla aj silového elektrického kábla a zabezpečiť prenos vysokonapäťových prúdov pre vzdialené napájanie bezobslužných zosilňovacích bodov na veľké vzdialenosti.
Okrem šetrenia neželezných kovov a predovšetkým medi majú optické káble tieto výhody:
širokopásmové pripojenie, schopnosť prenášať veľký tok informácií (niekoľko tisíc kanálov);
nízke straty a zodpovedajúco veľké dĺžky prenosových úsekov (30...70 a 100 km);
malé celkové rozmery a hmotnosť (10-krát menej ako elektrické káble);
vysoká ochrana pred vonkajšími vplyvmi a prechodným rušením;
spoľahlivé bezpečnostné vybavenie (žiadne iskrenie alebo skrat).
Nevýhody optických káblov zahŕňajú:
vystavenie vláknových svetlovodov žiareniu, vďaka čomu sa objavujú tmavé škvrny a zvyšuje sa útlm;
vodíková korózia skla, čo vedie k mikrotrhlinám svetlovodu a zhoršeniu jeho vlastností.
Výhody a nevýhody komunikácie z optických vlákien
Výhody otvorených komunikačných systémov:
Vyšší pomer výkonu prijímaného signálu k vyžiarenému výkonu s menšími otvormi antén vysielača a prijímača.
Lepšie priestorové rozlíšenie s menšími otvormi antény vysielača a prijímača
Veľmi malé rozmery vysielacích a prijímacích modulov slúžiacich na komunikáciu na vzdialenosť do 1 km
Dobré komunikačné tajomstvo
Vývoj nevyužitej časti spektra elektromagnetického žiarenia
Nie je potrebné získať povolenie na prevádzku komunikačného systému
Nevýhody otvorených komunikačných systémov:
Nízka vhodnosť pre rozhlasové vysielanie z dôvodu vysokej smerovosti laserového lúča.
Vysoká požadovaná presnosť smerovania antény vysielača a prijímača
Nízka účinnosť optických žiaričov
Relatívne vysoká hladina šumu v prijímači, čiastočne kvôli kvantovej povahe procesu detekcie optického signálu
Vplyv charakteristík atmosféry na spoľahlivosť komunikácie
Možnosť porúch zariadenia.
Výhody navádzacích komunikačných systémov:
Možnosť získania svetlovodov s nízkym útlmom a rozptylom, čo umožňuje zväčšiť vzdialenosť medzi opakovačmi (10 ... 50 km)
Jednovláknový kábel s malým priemerom
Prípustnosť ohybu svetlovodu pod malými polomermi
Nízka hmotnosť optického kábla s vysokou informačnou priepustnosťou
Nízke náklady na svetlovodný materiál
Možnosť získania optických káblov, ktoré nemajú elektrickú vodivosť a indukčnosť
Zanedbateľné presluchy
Vysoko skryté pripojenie: vetvenie signálu je možné len pri priamom pripojení k samostatnému vláknu
Flexibilita pri implementácii požadovanej šírky pásma: vlákna rôznych typov umožňujú nahradiť elektrické káble v digitálnych komunikačných systémoch na všetkých úrovniach hierarchie
Možnosť neustáleho zlepšovania komunikačného systému
Nevýhody navádzacích komunikačných systémov:
Ťažkosti pri spájaní (spájaní) optických vlákien
Potreba položiť ďalšie elektricky vodivé jadrá v optickom kábli na napájanie diaľkovo ovládaných zariadení
Citlivosť optického vlákna na vodu, keď sa dostane do kábla
Citlivosť optického vlákna na ionizujúce žiarenie
Nízka účinnosť zdrojov optického žiarenia s obmedzeným výkonom žiarenia
Ťažkosti pri implementácii režimu viacnásobného (paralelného) prístupu pomocou zbernice s časovým delením
Vysoká hladina hluku v prijímači
Pokyny pre vývoj a aplikáciu vláknovej optiky
Otvorili sa široké obzory pre praktickú aplikáciu optických vlákien a optických prenosových systémov v takých odvetviach národného hospodárstva, ako je rádiová elektronika, informatika, komunikácie, výpočtová technika, vesmír, medicína, holografia, strojárstvo, jadrová energetika atď. optika sa rozvíja v šiestich oblastiach:
viackanálové systémy na prenos informácií;
káblová televízia;
lokálne siete;
Senzory a systémy na zhromažďovanie, spracovanie a prenos informácií;
komunikácia a telemechanika na vedeniach vysokého napätia;
vybavenie a montáž mobilných zariadení.
Využitie optických systémov v káblovej televízii zabezpečuje vysokú kvalitu obrazu a výrazne rozširuje možnosti informačných služieb pre jednotlivých účastníkov. V tomto prípade je implementovaný vlastný prijímací systém a predplatitelia majú možnosť prijímať obrázky novinových pásov, stránky časopisov a referenčné údaje z knižníc a vzdelávacích centier na svojich televíznych obrazovkách.
Na základe OK sa vytvárajú lokálne počítačové siete rôznych topológií (prsteň, hviezda a pod.). Takéto siete umožňujú spojiť výpočtové strediská do jedného informačného systému s vysokou priepustnosťou, zvýšenou kvalitou a zabezpečením pred neoprávneným prístupom.
Nedávno sa objavil nový smer vo vývoji technológie optických vlákien - použitie stredného infračerveného rozsahu vlnových dĺžok 2...10 mikrónov. Očakáva sa, že straty v tomto rozsahu nepresiahnu 0,02 dB/km. To umožní diaľkovú komunikáciu s miestami regenerácie až do 1000 km. Štúdium fluoridových a chalkogenidových skiel s prídavkom zirkónu, bária a iných zlúčenín, ktoré sú supertransparentné v infračervenom rozsahu vlnových dĺžok, umožňuje ďalšie zvýšenie dĺžky regeneračnej časti.
Nové zaujímavé výsledky sa očakávajú pri využití nelineárnych optických javov, najmä soľnotónového spôsobu šírenia optických impulzov, kedy sa impulz môže šíriť bez zmeny svojho tvaru alebo periodicky meniť svoj tvar počas šírenia pozdĺž svetlovodu. Využitím tohto javu v optických vláknach sa výrazne zvýši objem prenášaných informácií a komunikačný dosah bez použitia opakovačov.
Veľmi sľubná je implementácia metódy frekvenčného delenia kanálov v optických vedeniach, ktorá spočíva v tom, že do optického vlákna je súčasne privádzané žiarenie z viacerých zdrojov pracujúcich na rôznych frekvenciách a na prijímacom konci sú signály oddelené pomocou optických filtrov. Tento spôsob rozdelenia kanálov v spojení s optickými vláknami sa nazýva spektrálny multiplex alebo multiplex.
Pri budovaní účastníckych sietí FOCL sa okrem tradičnej štruktúry telefónnej siete typu radiálneho uzla počíta s organizáciou kruhových sietí, čím sa zabezpečí úspora káblov.
Dá sa predpokladať, že v druhej generácii FOSS dôjde k zosilneniu a konverzii signálov v regenerátoroch na optických frekvenciách pomocou prvkov a obvodov integrovanej optiky. Tým sa zjednodušia obvody regeneračných zosilňovačov, zlepší sa ich účinnosť a spoľahlivosť a znížia sa náklady.
V tretej generácii VOSP sa predpokladá využitie prevodu rečových signálov na optické signály priamo pomocou akustických prevodníkov. Optický telefón už bol vyvinutý a pracuje sa na vytvorení zásadne nových automatických telefónnych ústrední, ktoré budú prechádzať svetlom a nie elektrickými signálmi. Existujú príklady vytvárania viacpolohových vysokorýchlostných optických prepínačov, ktoré možno použiť na optické prepínanie.
Na báze OC a digitálnych prenosových systémov sa vytvára integrovaná viacúčelová sieť zahŕňajúca rôzne druhy prenosu informácií (telefónia, televízia, prenos dát počítačov a automatizovaných riadiacich systémov, videotelefón, fototelegraf, prenos novín , správy z bánk a pod.). Digitálny kanál PCM s prenosovou rýchlosťou 64 Mbit/s (alebo 32 Mbit/s) bol prijatý ako jednotný kanál.
Pre široké využitie OK a VOSP je potrebné vyriešiť množstvo problémov. Patria sem predovšetkým nasledujúce:
vypracovanie systémovej problematiky a stanovenie technicko-ekonomických ukazovateľov pre využitie OK na komunikačných sieťach;
masová priemyselná výroba jednovidových vlákien, optických vlákien a káblov, ako aj ich optoelektronických zariadení;
zvýšenie odolnosti proti vlhkosti a spoľahlivosti OC pomocou kovových plášťov a hydrofóbnej výplne;
vývoj infračerveného vlnového rozsahu 2...10 mikrónov a nových materiálov (fluorid a chalkogenid) na výrobu optických vlákien, ktoré umožňujú komunikáciu na veľké vzdialenosti;
vytváranie miestnych sietí pre výpočtovú techniku a informačnú vedu;
vývoj testovacích a meracích zariadení, reflektometrov, testerov potrebných na výrobu OK, konfigurácia a prevádzka optických vedení;
mechanizácia technológie kladenia a automatizácia montáže OK;
zlepšenie technológie priemyselnej výroby optických vlákien a optických vlákien, zníženie ich nákladov;
výskum a implementácia režimu prenosu soliton, v ktorom je pulz stlačený a disperzia je znížená;
vývoj a implementácia systému a zariadení spektrálneho multiplexovania OK;
vytvorenie integrovanej viacúčelovej účastníckej siete;
vytvorenie vysielačov a prijímačov, ktoré priamo premieňajú zvuk na svetlo a svetlo na zvuk;
zvýšenie stupňa integrácie prvkov a vytvorenie vysokorýchlostných jednotiek kanálotvorných zariadení PCM pomocou prvkov integrovanej optiky;
vytváranie optických regenerátorov bez premeny optických signálov na elektrické;
zlepšenie vysielacích a prijímacích optoelektronických zariadení pre komunikačné systémy, rozvoj koherentného príjmu;
vývoj efektívnych metód a zariadení na napájanie medziregenerátorov pre zonálne a chrbticové komunikačné siete;
optimalizácia štruktúry rôznych častí siete, berúc do úvahy zvláštnosti používania systémov na OK;
zlepšenie zariadení a metód na frekvenčné a časové oddelenie signálov prenášaných cez optické vlákna;
vývoj optických prepínacích systémov a zariadení.
Záver
V súčasnosti sa otvorili široké obzory pre praktickú aplikáciu optických a optických prenosových systémov v takých odvetviach národného hospodárstva, ako je rádioelektronika, informatika, komunikácia, výpočtová technika, vesmír, medicína, holografia, strojárstvo, jadrová energetika atď. .
Vláknová optika sa vyvíja v mnohých smeroch a bez nej by moderná výroba a život nebola možná.
Využitie optických systémov v káblovej televízii zabezpečuje vysokú kvalitu obrazu a výrazne rozširuje možnosti informačných služieb pre jednotlivých účastníkov.
Optické senzory sú schopné prevádzky v agresívnom prostredí, sú spoľahlivé, malé a nepodliehajú elektromagnetickým vplyvom. Umožňujú na diaľku vyhodnocovať rôzne fyzikálne veličiny (teplota, tlak, prúd atď.). Senzory sa používajú v ropnom a plynárenskom priemysle, bezpečnostných a požiarnych poplachových systémoch, automobilových zariadeniach atď.
Použitie OK na vysokonapäťových elektrických vedeniach (PTL) na organizovanie technologickej komunikácie a telemechaniky je veľmi sľubné. Optické vlákna sú vložené do fázy alebo kábla. Tu sú kanály vysoko chránené pred elektromagnetickými účinkami elektrického vedenia a búrkami.
Vďaka ľahkosti, malým rozmerom a nehorľavosti boli OK veľmi užitočné na montáž a vybavenie lietadiel, lodí a iných mobilných zariadení.
Bibliografia
Optické komunikačné systémy / J. Gower - M.: Rádio a komunikácia, 1989;
Komunikačné linky / I. I. Grodnev, S. M. Vernik, L. N. Kochanovsky. - M.: Rozhlas a komunikácia, 1995;
Optické káble / I. I. Grodnev, Yu. T. Larin, I. I. Teumen. - M.: Energoizdat, 1991;
Optické káble viackanálových komunikačných liniek / A. G. Muradyan, I. S. Goldfarb, V. N. Inozemtsev. - M.: Rádio a komunikácia, 1987;
Vláknové svetlovody na prenos informácií / J. E. Midwinter. - M.: Rádio a komunikácia, 1983;
Komunikačné linky z optických vlákien / I. I. Grodnev. - M.: Rádio a komunikácia, 1990
