Линии связи возникли одновременно с появлением электрического телеграфа. Первые линии связи были кабельными. Однако вследствие несовершенства конструкции кабелей подземные кабельные линии связи вскоре уступили место воздушным. Первая воздушная линия большой протяженности была построена в 1854 г. между Петербургом и Варшавой. В начале 70-х годов прошлого столетия была построена воздушная телеграфная линия от Петербурга до Владивостока длиной около 10 тыс. км. В 1939 г. была пущена в эксплуатацию величайшая в мире по протяженности высокочастотная телефонная магистраль Москва--Хабаровск длиной 8300 км.

Создание первых кабельных линий связано с именем русского ученого П. Л. Шиллинга. Еще в 1812 г. Шиллинг в Петербурге демонстрировал взрывы морских мин, использовав для этой цели созданный им изолированный проводник.

В 1851 г. одновременно с постройкой железной дороги между Москвой и Петербургом был проложен телеграфный кабель, изолированный гуттаперчей. Первые подводные кабели были проложены в 1852 г. через Северную Двину и в 1879 г. через Каспийское море между Баку и Красноводском. В 1866 г. вступила в строй кабельная трансатлантическая магистраль телеграфной связи между Францией и США,

В 1882--1884 гг. в Москве, Петрограде, Риге, Одессе были построены первые в России городские телефонные сети. В 90-х годах прошлого столетия на городских телефонных сетях Москвы и Петрограда были подвешены первые кабели, насчитывающие до 54 жил. В 1901 г. началась постройка подземной городской телефонной сети.

Первые конструкции кабелей связи, относящиеся к началу XX века, позволили осуществлять телефонную передачу на небольшие расстояния. Это были так называемые городские телефонные кабели с воздушно-бумажной изоляцией жил и парной их скруткой. В 1900--1902 гг. была сделана успешная попытка повысить дальность передачи методами искусственного увеличения индуктивности кабелей путем включения в цепь катушек индуктивности (предложение Пупина), а также применения токопроводящих жил с ферромагнитной обмоткой (предложение Крарупа). Такие способы на том этапе позволили увеличить дальность телеграфной и телефонной связи в несколько раз.

Важным этапом в развитии техники связи явилось изобретение, а начиная с 1912--1913 гг. освоение производства электронных ламп. В 1917 г. В. И. Коваленковым был разработан и испытан на линии телефонный усилитель на электронных лампах. В 1923 г. была осуществлена телефонная связь с усилителями на линии Харьков--Москва--Петроград.

В 30-х годах началось развитие многоканальных систем передачи. В последующем стремление расширить спектр передаваемых частот и увеличить пропускную способность линий привело к созданию новых типов кабелей, так называемых коаксиальных. Но массовое изготовление их относится лишь к 1935 г., к моменту появления новых высококачественных диэлектриков типа эскапона, высокочастотной керамики, полистирола, стирофлекса и т. д. Эти кабели допускают передачу энергии при частоте токов до нескольких миллионов герц и позволяют производить по ним передачу телевизионных программ на большие расстояния. Первая коаксиальная линия на 240 каналов ВЧ телефонирования была проложена в 1936 г. По первым трансатлантическим подводным кабелям, проложенным в 1856 г., организовывали лишь телеграфную связь, и только через 100 лет, в 1956 г., была сооружена подводная коаксиальная магистраль между Европой и Америкой для многоканальной телефонной связи.

В 1965--1967 гг. появились опытные волноводные линии связи для передачи широкополосной информации, а также криогенные сверхпроводящие кабельные линии с весьма малым затуханием. С 1970 г. активно развернулись работы по созданию световодов и оптических кабелей, использующих видимое и инфракрасное излучения оптического диапазона волн.

Создание волоконного световода и получение непрерывной генерации полупроводникового лазера сыграли решающую роль в быстром развитии волоконно-оптической связи. К началу 80-х годов были разработаны и испытаны в реальных условиях волоконно-оптические системы связи. Основные сферы применения таких систем -- телефонная сеть, кабельное телевидение, внутри объектовая связь, вычислительная техника, система контроля и управления технологическими процессами и т. д.

В России и других странах проложены городские и междугородные волоконно-оптические линии связи. Им отводится ведущее место в научно-техническом прогрессе отрасли связи.

Кабельно-проводниковая продукция и аксессуары

История появления и развития ЛЭП в России

Первым случаем передачи электрического сигнала на расстояние считается эксперимент, проведенный в середине 18 века аббатом Ж-А Нолле: две сотни монахов Картезианского монастыря по его указанию взялись руками за металлический провод и встали в линию длиной более мили. Когда любознательный аббат разрядил электроконденсатор на провод, все монахи тотчас убедились в реальности электричества, а экспериментатор в скорости его распространения. Разумеется, эти двести мучеников не отдавали себе отчета в том, что образовали собой первую в истории линию электропередачи.

1874 году русский инженер Ф.А. Пироцкий предложил использовать в качестве проводника электрической энергии железнодорожные рельсы. В то время передача электричества по проводам сопровождалась большими потерями (при передаче постоянного тока потери в проводе достигали 75%). Уменьшить потери в линии представлялось возможным при увеличении сечения проводника. Пироцкий провел опыты передачи энергии по рельсам Сестрорецкой железной дороги. Оба рельса изолировались от земли, один из них служил прямым проводом, второй обратным. Изобретатель попробовал использовать идею для развития городского транспорта и пустить по рельсам-проводникам небольшой вагончик. Однако это оказалось небезопасно для пешеходов. Впрочем, гораздо позже такая система нашла развитие в современном метро.

Знаменитый электротехник Никола Тесла мечтал о создании системы беспроводной передачи энергии к любой точке планеты. В 1899 году он взялся за строительство башни для трансатлантической связи, надеясь под прикрытием коммерчески выгодного предприятия реализовать свои электротехнические идеи. Под его руководством была сооружена гигантская радиостанция на 200 кВт в штате Колорадо. В 1905 году прошел пробный пуск радиостанции. По словам очевидцев, вокруг башни сверкали молнии, светилась ионизированная среда. Журналисты утверждали, что изобретатель зажег небо на пространстве в тысячи миль над просторами океана. Однако такая система связи вскоре оказалась слишком дорогостоящей, и амбициозные планы остались нереализованными, лишь породив целую массу теорий и слухов (от «лучей смерти» до Тунгусского метеорита — все приписывалось деятельности Н. Тесла).

Таким образом, самым оптимальным выходом на то время являлись воздушные линии электропередачи. К началу 1890-х годов стало ясно, что дешевле и практичнее возводить электростанции рядом с топливными и гидроресурсами, а не как делалось прежде — рядом с потребителями энергии. Например, первая тепловая электростанция в нашей стране была построена в 1879 г., в тогдашней столице — Петербурге, специально для освещения Литейного моста, в 1890 г. в Пушкино была запущена электростанция однофазного тока, и Царское Село, по свидетельствам современников, «стало первым городом в Европе, которое сплошь и исключительно было освещено электричеством». Однако ресурсы эти зачастую были удалены от крупных городов, традиционно выступавших центрами промышленности. Возникла необходимость передачи электроэнергии на большие расстояния. Теорию передачи одновременно разрабатывали русский ученый Д.А. Лачинов, и французский электротехник М. Депре. Созданием трансформаторов в это же время занимался американец Джордж Вестингауз, однако первый в мире трансформатор (с разомкнутым сердечником) создал П.Н. Яблочков, еще в 1876 г. получивший на него патент.

Одновременно с этим встал вопрос о применении переменного или постоянного тока. Данным вопросом так же интересовался создатель дуговой лампочки П.Н. Яблочков, предвещавший большое будущее переменному току высокого напряжения. Эти выводы поддержал другой отечественный ученый — М.О. Доливо-Добровольский.

В 1891 году им была построена первая линия электропередачи трехфазного тока, снизившая потери до 25%. В то время ученый работал на фирму AEG, принадлежавшую Т. Эдисону. Данной фирме было предложено поучаствовать в Международной электротехнической выставке во Франкфурте-на-Майне, где и решался вопрос дальнейшего использования переменного или постоянного тока. Была организована международная испытательная комиссия под председательством немецкого ученого Г. Гельмгольца. В число членов комиссии входил русский инженер Р.Э. Классон. Предполагалось, что комиссия проведет испытания всех предложенных систем и даст ответ на вопрос о выборе рода тока и перспективной системы электроснабжения.

М.О. Доливо-Добровольский решил передать посредством электричества энергию водопада на р. Неккар (близ местечка Лауфен) на территорию выставки во Франкфурт. Расстояние между этими двумя пунктами составляло 170 км, хотя до этого момента дальность электропередачи обычно не превышала 15 км. Русскому ученому предстояло всего за один год протянуть ЛЭП на деревянных столбах, создать необходимые двигатели и трансформаторы («индукционные катушки», как их тогда называли), и он блестяще справился с этой задачей в сотрудничестве с швейцарской фирмой «Эрликон». В августе 1891 г. на выставке впервые зажглась тысяча ламп накаливания, питаемых током от Лауфенской гидростанции. Спустя месяц двигатель Доливо-Добровольского привел в действие декоративный водопад — налицо была своеобразная энергетическая цепь, небольшой искусственный водопад приводился в действие энергией естественного водопада, удаленного от первого на 170 км.

Так была разрешена главная энергетическая проблема конца XIX века — проблема передачи электроэнергии на большие расстояния. В 1893 году инженер А.Н. Щенснович строит первую в мире промышленную электростанцию на этих принципах в Новороссийских мастерских Владикавказской железной дороги.

В 1891 году на основе Телеграфного училища в Санкт-Петербурге создается Электротехнический институт, начавший подготовку кадров для грядущей электрификации страны.

Провода для ЛЭП первоначально завозились из заграницы, однако, довольно быстро их стали производить на Кольчугинском латунном и меднопрокатном заводе, предприятии «Соединенные кабельные заводы» и заводе Подобедова. А вот опоры в России уже производились — правда использовали их прежде в основном для телеграфных и телефонных проводов. Сперва возникли трудности бытового порядка — малограмотное население Российской Империи с подозрением относилось к столбам, украшенным табличками, на которых был нарисован череп.

Массовое строительство ЛЭП начинается с конца ХIХ века, связано это с электрификацией промышленности. Основная задача, которая решалась на этом этапе — связь электростанций с промышленными районами. Напряжения были небольшими, как правило до 35 кВ, задачи объединения в сети не выдвигалось. В этих условиях задачи легко решались с помощью деревянных одностоечных и П-образных опор. Материал был доступным, дешевым и полностью удовлетворял требованиям времени. Все эти годы конструкции опор и проводов непрерывно совершенствовались.

Для подвижного электротранспорта был известен принцип подземной электрической тяги, использованный для питания поездов в Кливленде и Будапеште. Однако этот способ был неудобным в эксплуатации, и подземные кабельные ЛЭП использовались лишь в городах для уличного освещения и электроснабжения частных домов. До сих пор стоимость подземных ЛЭП превышает стоимость воздушных линий в 2-3 раза.

В 1899 году в России состоялся Первый Всероссийский электротехнический съезд. Председателем его стал бывший в то время председателем Императорского Русского Технического Общества, профессор Военно-инженерной академии и Технологического института, Николай Павлович Петров. Съезд собрал свыше пятисот человек, интересующихся электротехникой, в их числе были лица самых разнообразных профессий и с самым различным образованием. Объединяли их либо общая работа в области электротехники, либо общий интерес к развитию электротехники в России. До 1917 года было проведено семь таких съездов, новая власть продолжила эту традицию.

В 1902 г. было осуществлено электроснабжение бакинских нефтепромыслов, ЛЭП передавала электроэнергию напряжением 20 кВ.

В 1912 г. на подмосковном торфянике было начато строительство первой в мире электростанции, работающей на торфе. Идея принадлежала Р.Э. Классону, который воспользовался тем, что уголь, на котором работали преимущественно электростанции того времени, в Москву требовалось привозить. Это повышало цену электроэнергии, и торфяная электростанция с линией передачи в 70 км довольно быстро окупилась. Она существует до сих пор — ныне это ГРЭС-3 в г. Ногинске.

Электроэнергетика в Российской Империи в те годы преимущественно принадлежала иностранным фирмам и предпринимателям, к примеру, контрольный пакет крупнейшего акционерного общества «Общество электрического освещения 1886», строившего практически все электростанции дореволюционной России, принадлежал германской фирме «Сименс и Гальске», уже известной нам по истории кабелестроения (см. «КАБЕЛЬ-news», №9, с. 28-36). Другое АО — «Соединенные кабельные заводы», управлялось концерном AEG. Многое из оборудования завозилось из заграницы. Российская энергетика и ее развитие резко отставали от передовых стран мира. К 1913 г. Российская Империя занимала 8 место в мире по количеству выработанной электроэнергии.

С началом Первой Мировой войны производство оборудования для ЛЭП снижается — фронту требовались другие продукты, которые могли производить те же заводы — телефонный полевой провод, минный кабель, эмалированная проволока. Часть из этих продуктов впервые была освоена отечественным производством, так как из-за войны были прекращены многие импортные поставки. Во время войны «Электрическое акционерное общество Донецкого бассейна» построило электростанцию мощностью 60 000 кВт и завезло для нее оборудование.

К концу 1916 г. топливный и сырьевой кризис вызывают резкое падение производства на заводах, которое продолжается в 1917 г. После Октябрьской Социалистической революции все заводы и предприятия были национализированы декретом СНК (Совет Народных Комиссаров). По распоряжению ВСНХ (Высшего Совета Народного Хозяйства) РСФСР в декабре 1918 года все предприятия, связанные с производством проводов и линий электропередачи были переданы в распоряжение Отдела электротехнической промышленности. Практически всюду создается коллегиальное управление, в котором участвовали как рабочие, представлявшие «новую власть», так и представители прежнего управленческо-инженерного корпуса. Сразу по приходу к власти, большевики уделили огромное внимание электрификации, например, уже в годы гражданской войны, несмотря на разруху, блокаду и интервенцию, в стране были построены 51 электростанция общей мощностью 3500 кВт.

План ГОЭЛРО, составленный в 1920 году под руководством бывшего петербургского монтера по ЛЭП и кабельным сетям, в будущем академика Г.М. Кржижановского, заставил развиваться все виды электротехники. Согласно ему, должно было быть построено двадцать тепловых и десять гидроэлектрических станций суммарной мощностью 1 миллион 750 тысяч кВт. Отдел электротехнической промышленности в 1921 году был преобразован в Главное управление электротехнической промышленности ВСНХ — «Главэлектро». Первым руководителем «Главэлектро» стал В.В. Куйбышев.

В 1923 году в парке имени Горького открылась «Первая Всероссийская сельскохозяйственная и кустарно-промышленная выставка». По итогам выставки завод «Русскабель» получил диплом первой степени за вклад в электрификацию и изготовление высоковольтного кабеля.

По мере увеличения напряжения и, соответственно утяжеления провода, осуществлялся переход с деревянных на металлические опоры для ЛЭП. В России первая линия на металлических опорах появилась в 1925 году — двухцепная ВЛ 110 кВ, соединившая Москву и Шатурскую ГРЭС.

В 1926 году в Московской энергосистеме была создана первая в стране центральная диспетчерская служба, существующая до сих пор.

В 1928 год в СССР приступили к производству собственных силовых трансформаторов, которые выпускал специализированный Московский трансформаторный завод.

В 30-е годы электрификация продолжается все нарастающими темпами. Создаются крупные электростанции (Днепрогэс, Сталинградская ГРЭС и т.д.), повышаются напряжения передаваемого электричества (например, ЛЭП Днепрогес-Донбасс работает с напряжением в 154 кВ; а ЛЭП Нижне-Свирская ГЭС — Ленинград с напряжением 220 кВ). В конце 1930-х годов строится линия Москва-Волжская ГЭС, работавшая со сверхвысоким напряжением в 500 кВ. Возникают объединенные энергосистемы крупных регионов. Все это потребовало усовершенствования металлических опор. Их конструкции непрерывно совершенствовались, расширялся ряд типовых опор, был осуществлен массовый переход на опоры с болтовым соединением и решетчатые опоры.

Деревянные опоры в это время так же используются, но их область ограничивается, обычно, напряжениями до 35 кВ. Они связывают в основном непромышленные сельские районы.

В годы предвоенных пятилеток (1929—1940 гг.) созданы крупные энергосистемы на территории страны — на Украине, Белоруссии, в Ленинграде, Москве.

В ходе войны из общей установленной мощности электростанций десять миллионов кВт были выведены из строя пять миллионов кВт. За годы войны разрушена 61 крупная электростанция, большое количество оборудования вывезено оккупантами в Германию. Часть оборудования была взорвана, часть в рекордные сроки эвакуирована на Урал и Восток страны и введена там в действие для обеспечения работы оборонной промышленности. В годы войны в Челябинске был пущен турбоагрегат мощностью 100 МВт.

Советские энергетики своей героической работой обеспечили работу электростанций и сетей в тяжелые военные годы. Во время продвижения фашистских армий к Москве в 1941 г. была введена в эксплуатацию Рыбинская ГЭС, обеспечившая энергоснабжение Москвы при недостатке топлива. Новомосковская ГРЭС, захваченная гитлеровцами, была разрушена. Каширская ГРЭС снабжала электроэнергией промышленность Тулы, причем одно время работала линия передачи, пересекавшая территорию, захваченную фашистами. Эта ЛЭП была восстановлена энергетиками в тылу германской армии. Волховскую ГЭС, пострадавшую от немецкой авиации, так же ввели обратно в строй. От нее по дну Ладожского озера (по специально проложенному кабелю) в Ленинград всю блокаду поступала электроэнергия.

В 1942 году для координации работы трех районных энергетических систем: Свердловской, Пермской и Челябинской было создано первое Объединенное диспетчерское управление — ОДУ Урала. В 1945 году было создано ОДУ Центра, положившее начало дальнейшему объединению энергосистем в единую сеть всей страны.

После войны энергосети не только чинили и восстанавливали, но и строили новые. К 1947 году СССР выходит на второе место в мире по производству электроэнергии. На первом месте оставались Соединенные Штаты.

В 50-х годах строятся новые гидроэлектростанции — Волжская, Куйбышевская, Каховская, Южноуральская.

С конца 50-х годов начинается этап бурного роста электросетевого строительства. Каждую пятилетку протяженность воздушных линий электропередачи удваивалась. Ежегодно строилось более тридцати тысяч километров новых ЛЭП. В это время массово внедряются и используются железобетонные опоры для ЛЭП, с «преднапряженными стойками». На них обычно располагались линии с напряжением 330 и 220 кВ.

В июне 1954 года начала работу атомная электростанция в городе Обнинске, мощностью 5 мВт. Это была первая в мире АЭС опытно-промышленного назначения.

За рубежом первая АЭС промышленного назначения была введена в эксплуатацию только в 1956 году в английском городе Колдер-Холле. Еще через год вступила в строй АЭС в американском Шиппингпорте.

Сооружаются так же ЛЭП высокого напряжения постоянного тока. Первая опытная линия электропередачи такого типа была создана в 1950 г., на направлении Кашира-Москва, длинной 100 км, мощностью 30Мвт и напряжением 200 кВ. Вторыми на этом пути были шведы. Они соединили в 1954 г. энергосистему острова Готланд по дну Балтийского моря с энергосистемой Швеции посредством 98-ми километровой однополюсной ЛЭП, напряжением 100 кВ и мощностью 20 МВт.

В 1961 г. запущены первые агрегаты крупнейшей в мире Братской ГЭС.

Проведенная в конце 60-х годов унификация металлических опор фактически определила базовое множество конструкций опор, применяемых и до настоящего времени. За последние 40 лет, также как и у металлических опор конструкции железобетонных опор практически не изменились. На сегодняшний день практически все сетевое строительство в России и странах СНГ ведется опираясь на научную и технологическую базу 60-70-х годов.

Мировая практика строительства ЛЭП мало чем отличалась от отечественной до середины 60-х годов. Однако в последние десятилетия наши практики существенно разошлись. На Западе не получил такого распространения железобетон в качестве материала для опор. Там пошли по пути строительства линий на металлических многогранных опорах.

В 1977 году Советский Союз производил электроэнергии больше, чем все страны Европы вместе взятые — 16% от мирового производства.

Путем соединения региональных электросетей создается Единая энергетическая система СССР — самая крупная электроэнергетическая система, которая была затем соединена с энергосистемами стран Восточной Европы и образовала международную энергосистему, получившую название «Мир». К 1990 г. в состав ЕЭС СССР входили 9 из 11 энергообъединений страны, охватывая 2/3 территории СССР, на которых проживало более 90 % населения.

Следует отметить, что по ряду технических показателей (например, масштабам электростанций и уровням напряжений высоковольтных электропередач) Советский Союз занимал передовые позиции в мире.

В 1980-х годах в СССР была предпринята попытка внедрения в массовое строительство многогранных опор производства Волжского механического завода. Однако, отсутствие необходимых технологий определило конструктивные недостатки этих опор, что и привело к неудаче. К этому вопросу вернулись лишь в 2003 году.

После распада Советского Союза перед энергетиками встали новые проблемы. На поддержание состояния ЛЭП и их восстановление выделялись крайне незначительные средства, упадок промышленности привел к деградации и даже уничтожению многих линий электропередачи. Возникло такое явление, как воровство проводов и кабелей для последующей сдачи их в приемные пункты цветного металла как металлолома. Несмотря на то, что при этом преступном промысле гибнут многие из «добытчиков», а их доход является весьма незначительным, количество таких случаев практически не снижается до сих пор. Вызвано это резким снижением уровня жизни в регионах, так как данным преступлением занимаются в основном маргинализованные лица без работы и места жительства.

Вдобавок, нарушились связи со странами Восточной Европы и бывшими республиками СССР, соединенными прежде единой энергосистемой. В ноябре 1993 года из-за большого дефицита мощности на Украине был осуществлен вынужденный переход на раздельную работу ЕЭС России и ОЭС Украины, что привело к раздельной работе ЕЭС России с остальными энергосистемами, входящими в состав энергосистемы «Мир». В дальнейшем параллельная работа энергосистем, входящих в состав «Мира», с центральным диспетчерским управлением в Праге не возобновлялась.

За прошедшие 20 лет физический износ сетей высокого напряжения существенно увеличился и, по оценкам некоторых исследователей, достиг более чем 40%. В распределительных сетях положение еще тяжелее. Это осложняется непрерывным ростом энергопотребления. Происходит и моральное старение оборудования. Большинство объектов по техническому уровню соответствуют своим западным аналогам 20 — 30-летней давности. А тем временем мировая энергетика не стоит на месте, проводятся поисковые работы в области создания новых видов ЛЭП: криогенных, криорезисторных, полуразомкнутых, разомкнутых и т.д.

Перед отечественной электроэнергетикой стоит важнейший вопрос о решении всех этих новых вызовов и задач.

Литература
1. Шухардин С. Техника в ее историческом развитии.
2. Капцов Н. А. Яблочков — слава и гордость русской электротехники.
3. Ламан Н.К., Белоусова А.Н., Кречетникова Ю.И. Заводу «Электропровод» 200 лет. М., 1985.
4. Русский кабельный / Под ред. М.К. Портнова, Н.А. Арской, Р.М. Лакерник, Н.К. Ламан, В.Г. Радченко. М., 1995.
5. Валеева Н.М. Время оставляет след. М., 2009.
6. Горбунов О.И., Ананьев А.С., Перфилетов А.Н., Шапиро Р.П-А. 50 лет научно-исследовательскому проектно-конструкторскому и технологическому кабельному институту. Очерки истории. СПб: 1999.
8. Шитов М.А. Северный кабельный. Л.,1979.
7. Севкабель.120 лет / под ред. Л. Улитиной — СПб., 1999.
9. Кислицын А.Л. Трансформаторы. Ульяновск: УлГТУ, 2001.
10. Турчин И.Я. Инженерное оборудование тепловых электростанций и монтажные работы. М.: «Высшая школа», 1979.
11. Стеклов В. Ю. Развитие электроэнергетического хозяйства СССР. 3 изд. М., 1970.
12. Жимерин Д.Г., История электрификации СССР, Л., 1962.
13. Лычев П.В., Федин В.Т., Поспелов Г.Е. Электрические системы и сети, Минск. 2004 г.
14. История кабельной промыленности // «КАБЕЛЬ-news». №9. С. 28-36.

Нашли ошибку? Выделите и нажмите Ctrl + Enter

Cообщение об ошибке

История развития линий связи в России Первая ВЛ большой протяженностью была построена между Петербургом и Варшавой в 1854г В 1870х г введена в эксплуатацию Воздушная линия связи от Петербурга до Владивостока L=10 тыс. км. В 1939 г введена в эксплуатацию высокочастотная линия связи от Москвы до Хабаровска L=8 300 тыс. км. В 1851 г был проложен телеграфный кабель от Москвы до Петербурга изолированный гуттаперчевой лентой. В 1852 г был проложен первый подводный кабель через Северную Двину В 1866 г введена в эксплуатацию кабельная трансатлантическая магистраль телеграфной связи между Францией и США

История развития линий связи в России В гг в России построены первые воздушные городские телефонные сети (кабель насчитывал до 54жил с воздушно- бумажной изоляцией) В 1901г в России началось строительство подземной городской телефонной сети С 1902 по 1917 гг для увеличения дальности связи использовали ТПЖ с ферромагнитной обмоткой для искусственного увеличения индуктивности. С 1917 гг был разработан и испытан на линии телефонный усилитель на электронных лампах, в 1923 г была осуществлена телефонная связь с усилителями на линии Харьков-Москва- Петроград. С начала 30-х годов начали развиваться многоканальные системы передачи на основе коаксиальных кабелей.

История развития линий связи в России В 1936г была введена в эксплуатацию первая коаксиальная ВЧ телефонная линия на 240 каналов. В 1956г была сооружена подводная коаксиальная телефонная и телеграфная магистраль между Европой и Америкой. В 1965г появились первые опытные волноводные линии и криогенные кабельные линии с весьма малым затуханием. К началу 80-х гг были разработаны и испытаны в реальных условиях волоконно-оптические системы связи.

Виды линий связи (ЛС) и их свойства Различают два основных типа ЛС: - линии в атмосфере (радиолинии РЛ) - направляющие линии передачи (линии связи). типовые диапазоны длин волн и радиочастот Сверхдлинные волны (СДВ) Длинные волны (ДВ) Средние волны (СВ) Короткие волны (КВ) Ультракороткие волны (УКВ) Дециметровые волны (ДЦМ) Сантиметровые волны (СМ) Миллиметровые волны (ММ) Оптический диапазон км (кГц) км (кГц) 1,0... 0,1 км (0, МГц) м (МГц) м (МГц) ,1 м (0, ГГц) см (ГГц) мм (ГГц) ,1 мкм

Основными недостатками РЛ (радиосвязи) являются: -зависимость качества связи от состояния среды передачи и сторонних электромагнитных полей; -низкая скорость; недостаточно высокая электромагнитная совместимость в диапазоне метровых волн и выше; -сложность аппаратуры передатчика и приемника; - узкополосность систем передачи, особенно на длинных волнах и выше.

С целью уменьшения недостатков РЛ применяют более высокие частоты (сантиметровые, оптические диапазоны) дециметровый миллиметровый диапазон. Это цепь ретрансляторов, устанавливаемых через каждые 50 км-100км. РРЛ позволяют получать число каналов () на расстояния (до км); Эти линии в меньшей степени подвержены помехам, обеспечивают достаточно устойчивую и качественную связь, но степень защищенности передачи по ним недостаточна. Радиорелейные линии (РРЛ)

Сантиметровый диапазон волн. СЛ позволяют осуществлять многоканальную связь на «бесконечном» расстоянии; Спутниковые линии связи (СЛ) Достоинства СЛ -большая зона действия и передачи информации на значительные расстояния. Недостаток СЛ -высокая стоимость запуска спутника и сложность организации дуплексной телефонной связи.

Достоинства направляющих ЛС -высокое качество передачи сигналов, -высокая скорость передачи, -большая защищенность от влияния сторонних полей, -относительная простота оконечных устройств. Недостатки направляющих ЛС -высокая стоимость капитальных и эксплуатационных расходов, -относительная длительность установления связи.

РЛ и ЛС не противоставляются, а дополняют друг друга В настоящее время по линиям связи передаются сигналы от постоянного тока до оптического диапазона частот, а рабочий диапазон длин волн простирается от 0,85 мкм до сотен километров. -кабельные (КЛ) -воздушные (ВЛ) -волоконно-оптические (ВОЛС). Основные типы направленных ЛС:

ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ЛИНИЯМ СВЯЗИ -осуществление связи на расстояния до км в пределах страны и до для международной связи; -широкополосность и пригодность для передачи различных видов современной информации (телевидение, телефонирование, передача данных, вещание, передача полос газет и т. д.); -защищенность цепей от взаимных и внешних помех, а также от грозы и коррозии; -стабильность электрических параметров линии, устойчивость и надежность связи; -экономичность системы связи в целом.

Современное развитие кабельной техники 1.Преимущественное развитие коаксиальных систем, позволяющих организовать мощные пучки связи и передачу программ телевидения на большие расстояния по однокабельной системе связи. 2.Создание и внедрение перспективных ОК связи, обеспечивающих получение большого числа каналов и не требующих для своего производства дефицитных металлов (медь, свинец). 3.Широкое внедрение в кабельную технику пластмасс (полиэтилена, полистирола, полипропилена и др.), обладающих хорошими электрическими и механическими характеристиками и позволяющих автоматизировать производство.

4. Внедрение алюминиевых, стальных и пластмассовых оболочек вместо свинцовых. Оболочки должны обладать герметичностью и обеспечивать стабильность электрических параметров кабеля в течение всего срока службы. 5. Разработка и внедрение в производство экономичных конструкций кабелей внутризоновой связи (однокоаксиальных, одночетверочных, небронированных). 6. Создание экранированных кабелей, надежно защищающих передаваемую по ним информацию от внешних электромагнитных влияний и грозы, в частности кабелей в двухслойных оболочках типа алюминий сталь и алюминий свинец.

7. Повышение электрической прочности изоляции кабелей связи. Современный кабель должен обладать одновременно свойствами как высокочастотного кабеля, так и силового электрического кабеля, и обеспечивать передачу токов высокого напряжения для дистанционного электропитания необслуживаемых усилительных пунктов на большие расстояния.

На заре становления человеческого общества общение между людьми было весьма скудным. Воткнутая в землю ветка указывала, в каком направлении, и на какое расстояние ушли люди; особо положенные камни предупреждали о появлении врагов; зарубки на палках или деревьях сообщали об охотничьей добыче и пр. Существовала и примитивная передача сигналов на расстояние. Сообщения, закодированные в виде определенного числа выкриков либо ударов барабана с изменяющимся ритмом, содержали ту или иную информацию.

В десятом томе “Всеобщей истории” древнегреческого историка Полибия (ок. 201–120 г. до н.э.) описан способ передачи сообщений на расстояние с помощью факелов (факельный телеграф), изобретенный александрийскими учеными Клеоксеном и Демоклитом.

В 1800 г. итальянский ученый А. Вольта создал первый химический источник тока. Это изобретение дало возможность немецкому ученому С. Земмерингу построить и представить в 1809 г. Мюнхенской академии наук проект электрохимического телеграфа. В октябре 1832 г. состоялась первая публичная демонстрация электромагнитного телеграфа русского ученого П.Л. Шиллинга. В том же году с помощью телеграфа Шиллинга была налажена связь между Зимним дворцом и Министерством путей сообщения.

Подлинную революцию в деле электросвязи по проводам произвели русский академик Б.С. Якоби и американский ученый С. Морзе, предложившие независимо друг от друга пишущий телеграф.

В 1841 г. Б.С. Якоби ввел в эксплуатацию линию, оборудованную пишущим телеграфом и соединявшую Зимний дворец с Главным штабом. Через два года аналогичная линия протяженностью 25 км была построена между Петербургом и Царским Селом. В 1850 г. Б.С. Якоби сконструировал первый буквопечатающий аппарат. В июне 1866 г. была осуществлена прокладка кабеля через Атлантический океан. Европа и Америка оказались связанными телеграфом.

Рождение телеграфа дало толчок к появлению телефона. Начиная уже с 1837 г. многие изобретатели пытались передать на расстояние человеческую речь с помощью электричества. В 1876г. американский изобретатель А.Г. Белл запатентовал устройство для передачи речи по проводам – телефон. В 1878 г. русский ученый М. Махальский сконструировал первый чувствительный микрофон с угольным порошком.

На первых порах для телефонной связи использовались телеграфные линии. Специальная двухпроводная телефонная линия была спроектирована в 1895 г. профессором П.Д. Войнаровским и построена в 1898 г. между Петербургом и Москвой.

В 1886 г. русский физик П.М. Голубицкий разработал новую схему телефонной связи. Согласно этой схеме микрофоны абонентских телефонных аппаратов получали питание от одной (центральной) батареи, расположенной на телефонной станции. Первые телефонные станции в России были построены в 1882–1883 гг. в Москве, Петербурге, Одессе.

Первая публичная демонстрация устройства А.С. Попова для приема электромагнитных волн состоялась 7 мая 1895 г. Этот день вошел в историю как день изобретения радио.

Сотрудники созданной в 1918 г. Нижнегородской лаборатории (ее возглавил М.А. Бонч-Бруевич) уже в 1922 г. построили в Москве первую в мире радиовещательную станцию мощностью 12 кВт.

В 1935 г. между Нью-Йорком и Филадельфией вступила в строй радиолиния на ультракоротких волнах, которая впоследствии была названа “радиорелейной линией”.

Отныне во все концы земного шара протянулись цепочки радиорелейных линий. Строительство первой радиорелейной линии в нашей стране было осуществлено в 1953 г. между Москвой и Рязанью.

“Бип...бип... бип”. Эти сигналы услышал 4 октября 1957 г. весь мир. Наступила эра освоения космоса. Совсем небольшой срок отделяет нас от этой даты, а на космические орбиты уже запущены тысячи искусственных спутников, исправно служащих человеку.

23 апреля 1965 г. в СССР был запущен искусственный спутник Земли “Молния-1”, на борту которого находилась приемопередающая ретрансляционная станция.

В 1960 г. в Америке был создан первый в мире лазер. Это стало возможным после появления работ советских ученых В.А. Фабриканта, Н.Г. Басова и A.M. Прохорова и американского ученого Ч. Таунса, получивших Нобелевскую премию.

“Обучать” лазеры передаче на расстояние информации стали вскоре после их изобретения. Первые лазерные линии связи появились в начале 60-х годов этого столетия. В нашей стране первая такая линия была построена в 1964 г. в Ленинграде.

Москвичам хорошо знакомы такие уголки столицы, как Ленинские горы и Зубовская площадь. В 1966 г. между ними засветилась красная нить лазерного света. Связывала она две городские АТС, находящиеся на расстоянии 5 км друг от друга.

В 1970 г. в американской фирме “Corning Glass Company” было получено сверхчистое стекло. Это дало возможность создать и внедрить повсеместно оптические кабели связи.

В 1947 г. появилось первое упоминание о разработанной фирмой “Белл” системе с импульсно-кодовой модуляцией (ИКМ). Система оказалась громоздкой и неработоспособной. И только в 1962 г. была внедрена в эксплуатацию первая коммерческая система передачи ИКМ-24.

Современные тенденции развития электросвязи. В последующие годы связь развивалась по пути цифровизации всех видов информации. Это стало генеральным направлением, обеспечивающим экономичные методы не только ее передачи, но и распределения, хранения и обработки.

Интенсивное развитие цифровых систем передачи объясняется существенными достоинствами этих систем по сравнению с аналоговыми системами передачи: высокой помехоустойчивостью; слабой зависимостью качества передачи от длины линии связи; стабильностью электрических параметров каналов связи; эффективностью использования пропускной способности при передаче дискретных сообщений и др.

В 2002 году развитие местной телефонной связи осуществлялось в основном на базе современных цифровых АТС, что позволило повысить качество и расширить спектр предоставляемых услуг. Коэффициент емкости цифровых станций от общей монтированной емкости местной телефонной сети в 2002г. составил порядка 40% против 36,2% в 2001 году. На 1.01.2003 г. на сетях России действовало порядка 195 тыс. единиц междугородних и местных таксофонов, в том числе 63 тыс. универсальных. Количество таксофонов увеличилось на 13% и составило 127,5 тыс. штук. Прирост числа основных телефонных аппаратов местной телефонной сети составил 1.8 млн. единиц, в основном за счет телефонных аппаратов, установленных у населения. Общее количество абоненнтов сотовой подвижной связи России на конец 2002 года составило 17,7 млн., прирост абонентской базы по отношению к 2001 году – 2,3 раза. В 2002 году за год компьютерный парк России увеличился по сравнению с 2001-м на 20%. Количество постоянных интернет-пользователей увеличилось на 39% и достигло 6 млн. человек. Объём отечественного ИТ-рынка вырос на 9% и составил более 4 млд. долларов. В 2002 году введено в эксплуатацию более 50 тыс. км какбельных и радиорелейных линий связи, 3 млн. номеров автоматических телефонных станций, более 13 млн. номеров подвижной телефонной связи, а также свыше 70 тыс. междугородних и международних каналов.

Особенно быстрыми темпами в мире и у нас в стране идет развитие сети мобильной радиосвязи. По числу абонентов системы мобильной связи уже можно судить об уровне и качестве жизни в данной стране. В этом смысле темпы роста абонентов мобильной связи в России (почти 200 % в год) являются показателем роста благосостояния общества.

Исходя из макроэкономических показателей развития Российской Федерации, определенных в Основных направлениях социально-экономической политики Правительства Российской Федерации на долгосрочную перспективу, рынок телекоммуникационных услуг к 2010 году будет характеризоваться следующим образом (табл. 1).

Таблица 1. Показатели развития телекоммуникаций России на период до 2010 года

Человечество движется по пути создания Глобального информационного общества. Его основой станет Глобальная информационная инфраструктура, составляющей которой будут мощные транспортные сети связи и распределенные сети доступа, предоставляющие информацию пользователям. Глобализация связи и ее персонализация (доведение услуг связи до каждого пользователя) – вот две взаимосвязанные проблемы, успешно решаемые на данном этапе развития человечества специалистами электросвязи.

Дальнейшая эволюция телекоммуникационных технологий будет идти в направлениях увеличения скорости передачи информации, интеллектуализации сетей и обеспечения мобильности пользователей.

Высокие скорости . Необходимы для передачи изображений, в том числе телевизионных, интеграции различных видов информации в мультимедийных приложениях, организации связи локальных, городских и территориальных сетей.

Интеллектуальность . Позволит увеличить гибкость и надежность сети, сделает более легким управление глобальными сетями. Благодаря интеллектуализации сетей пользователь перестает быть пассивным потребителем услуг, превращаясь в активного клиента – клиента, который сможет сам активно управлять сетью, заказывая необходимые ему услуги.

Мобильность . Успехи в области миниатюризации электронных устройств, снижение их стоимости создают предпосылки к глобальному распространению мобильных оконечных устройств. Это делает реальной задачу предоставления услуг связи каждому в любое время и в любом месте.

В заключение отметим, что объем информации, передаваемой через информационно-телекоммуникационную инфраструктуру мира, удваивается каждые 2-3 года. Появляются и успешно развиваются новые отрасли информационной индустрии, существенно возрастает информационная составляющая экономической активности субъектов рынка и влияние информационных технологий на научно-технический, интеллектуальный потенциал и здоровье наций. Начало XXI века рассматривается как эра информационного общества, требующего для своего эффективного развития создания глобальной информационно-телекоммуникационной инфраструктуры, темпы развития которой должны быть опережающими по отношению к темпам развития экономики в целом. При этом создание российской информационно-телекоммуникационной инфраструктуры следует рассматривать как важнейший фактор подъема национальной экономики, роста деловой и интеллектуальной активности общества, укрепления авторитета страны в международном сообществе.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Омский государственный университет путей сообщения

Тайгинский институт железнодорожного транспорта - филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования

«Омский государственный университет путей сообщения»

Тематический реферат

П о дисциплине: «История развития систем и сетей телекоммуникаций железнодорожного транспорта»

На тему: «История развития кабельных и оптико-волоконных систем передачи»

Тайга 2015

Введение

1. История развития кабельных систем передачи информации

2. История волоконно-оптических систем передачи информации

Заключение

Библиографический список

Введение

Последние десятилетия кабельная индустрия играла немаловажную роль в развитии информационных технологий. Постоянная необходимость людей в расширении пропускания кабельных сетей, которая стимулировалась появлением все более ресурсоёмких программ, а так же развитием Интернет, которое включает электронную почту, ставшую самым распространённым средством связи, сделала эволюцию кабельных сетей важным условием продолжения прогресса в этой индустрии.

Технологи и разработчики кабельных изделий улучшали характеристики медных кабельных сетей, пытаясь обеспечить их соответствие требованиям технологий.

Мы стали свидетелями растущей потребности в передаче огромных объемов информации на большие расстояния. Интенсивно использовавшиеся для передачи информации в течение последних 20 лет технологии, такие, как коаксиальные кабели, спутниковая и микроволновая связь, очень быстро исчерпали свои возможности. Потребности в объёмах передачи далеко превосходили возможности существующих систем.

В промышленных системах с повышенным уровнем помех, где быстро росла нужда в передаче данных и создании сетей систем контроля, ощущалась растущая потребность в новой среде передачи. Решение проблем ограниченной пропускной способности передачи и повышенного уровня помех в условиях производства было успешно найдено с появлением оптоволоконных систем связи.

Целью данного реферата является рассмотрение темы истории развития кабельных и оптико-волоконных систем передачи, значимость данных изобретений и дальнейшие перспективы.

1. История развития кабельных систем передачи информации

Вся история развития кабельных систем связи связана с проблемой увеличения объема информации передаваемой по проводному каналу связи.

В свою очередь объем передаваемой информации определяется полосой пропускания. Установлено, что достижимая скорость передачи информации тем выше, чем выше частота колебаний электрического тока или радиоволны. Для того, чтобы передать в закодированном виде любую букву алфавита, необходимо использовать 7-8 битов. Таким образом, если для передачи текста применять проводную связь с частотой 20 кГц, то стандартную книгу в 400-500 страниц можно будет передать примерно за 1,5-2 часа. При передаче по линии с частотой 32 МГц та же процедура потребует лишь 2-3 секунды.

Рассмотрим как с развитием проводной связи, т.е. с освоением новых частот изменялась пропускная способность канала связи.

Как отмечалось выше, развитие электрических систем передачи информации началось с изобретения П. Л. Шиллингом в 1832 году телеграфной линии с использованием иголок. В качестве линии связи использовался медный провод. Эта линия обеспечивала скорость передачи информации - 3 бит/с (1/3 буквы). Первая телеграфная линия Морзе (1844 г) обеспечивала скорость 5 бит/с (0,5 буквы). Изобретение в 1860 г. печатающей телеграфной системы обеспечивало скорость - 10 бит/с (1 буква). В 1874 г. система шестикратного телеграфного аппарата Бодо уже обеспечивала скорость передачи - 100 бит/с (10 букв). Первые телефонные линии, построенные на основе изобретенного в 1876 году Беллом телефона, обеспечивали скорость передачи информации 1000 бит/с (1кбит/с -100 букв).

Первая практическая телефонная цепь была однопроводной с телефонными аппаратами, включенными на ее концах. Данный принцип требовал большого количества не только соединительных линий, но и самих телефонных аппаратов. Это простое устройство в 1878 году было заменено первым коммутатором, который позволил осуществить соединение нескольких телефонных аппаратов через единое коммутационное поле.

До 1900 года первоначально используемые однопроводные цепи с заземленным проводом были заменены двухпроводными линиями передачи. Несмотря на то, что к этому времени уже был изобретен коммутатор, каждый абонент имел свою линию связи. Необходим был способ, позволяющий увеличить количество каналов без прокладки дополнительных тысяч километров проводов. Однако появление этого способа (системы уплотнения) задержалось до возникновения электроники в начале 1900 года. Первая коммерческая система уплотнения была создана в США, где в 1918 году между Балтиморой и Питсбуром начала работать четырехканальная система с частотным разделением каналов. До второй мировой войны большинство разработок было направлено на увеличение эффективности систем уплотнения воздушных линий и многопарных кабелей, поскольку по этим двум средам передачи были организованы почти все телефонные цепи.

Изобретение в 1920 году шести-двенадцати канальных систем передачи позволили увеличить скорость передачи информации в заданной полосе частот до 10 000бит/с, (10кбит/с - 1000 букв). Верхние граничные частоты воздушных и многопарных кабельных линий составляли соответственно 150 и 600 кГц. Потребности передачи больших объемов информации требовали создания широкополосных систем передачи.

В 30-40 годах ХХ века были внедрены коаксиальные кабели. В 1948 году между городами, находящимися на атлантическом и тихоокеанском побережьях США, фирмой «Bell System» была введена в эксплуатацию коаксиально-кабельная система L1. Эта коаксиально-кабельная система позволила увеличить полосу пропускания частот линейного тракта до 1,3 МГц, что обеспечивало передачу информации по 600 каналам.

После второй мировой войны велись активные разработки по совершенствованию коаксиально-кабельных систем. Если первоначально коаксиальные цепи прокладывались отдельно, то затем начали объединять несколько коаксиальных кабелей в общей защитной оболочке. Например, американская фирма Белл разработала в 60-е годы ХХ века межконтинентальную систему с шириной полосы 17,5 МГц (3600 каналов по коаксиальной цепи или «трубке»). Для этой системы был разработан кабель, в котором 20 «трубок» объединялись в одной оболочке. Общая емкость кабеля составила 32 400 каналов в каждом направлении, а две «трубки» оставались в резерве. кабельный волоконный передача информация

В СССР, примерно в это же время была разработана система К-3600 на отечественном кабеле КМБ 8/6, имеющем 14 коаксиальных цепей в одной оболочке. Затем появляется коаксиальная система с большей шириной полосы пропускания 60 МГц. Она обеспечивала емкость 9000 каналов в каждой паре. В общей оболочке объединены 22 пары.

Коаксиальные кабельные системы большой емкости в конце ХХ века обычно применялись для связи между близко расположенными центрами с высокой плотностью населения. Однако стоимость монтажа таких систем была высока из-за незначительного расстояния между промежуточными усилителями и вследствие большой стоимости кабеля и его прокладки.

2. История волоконно-оптических систем передачи информации

По современным воззрениям, все электромагнитные излучения, в том числе радиоволны и видимый свет, имеют двойственную структуру и ведут себя то как волнообразный процесс в непрерывной среде то как поток частиц, получивших название фотонов, или квантов. Каждый квант обладает определенной энергией.

Представление о свете как о потоке частиц впервые ввел Ньютон. В 1905 году А. Эйнштейн на основе теории Планка возродил в новой форме корпускулярную теорию света, которая сейчас называется квантовой теорией света. В 1917 году он теоретически предсказал явление вынужденного или индуцированного излучения, на базе использования которого впоследствии и были созданы квантовые усилители. В 1951 году советские ученые В. А. Фабрикант, М. М. Вудынский и Ф. А. Бутаева получили авторское свидетельство на открытие принципа действия оптического усилителя. Несколько позднее, в 1953 году предложение о квантовом усилителе было сделано Вебером. В 1954 г. Н. Г. Басов и А. М. Прохоров предложили конкретный проект молекулярного газового генератора и усилителя с теоретическим обоснованием. Независимо к идее аналогичного генератора пришли Гордон, Цейгер и Таунс, опубликовавшие в 1954 году сообщение о создании действующего квантового генератора на пучке молекул аммиака. Несколько позднее в 1956 г. Бломберген установил возможность построения квантового усилителя на твердом парамагнитном веществе, а в 1957 году такой усилитель был построен Сковелем, Фехером и Зайделем. Все квантовые генераторы и усилители, построенные до 1960 г., работали в СВЧ диапазоне и получили название мазеров. Это название происходит от первых букв английских слов «Microwave amplification by stimulated emission of radiation», что означает «усиление микроволн с помощью вынужденного излучения».

Следующий этап развития связан с перенесением известных методов в оптический диапазон. В 1958 году Таунс и Шавлов теоретически обосновали возможность создания оптического квантового генератора (ОКГ) на твердом теле. В 1960 году Мейман построил первый импульсный ОКГ на твердом теле - рубине. В этом же году вопрос об ОКГ и квантовых усилителях независимо был проанализирован Н. Г. Басовым, О. Н. Крохиным и Ю. М. Поповым.

В 1961 году Джанаваном, Беннетом и Эрриотом был создан первый газовый (гелий-неоновый) генератор. В 1962 г. был создан первый полупроводниковый ОКГ. Оптические квантовые генераторы (ОКГ) получили название лазеров. Термин «Лазер» образовался в результате замены буквы «м» в слове мазер на букву «л» (от английского слова «light - свет»).

После создания первых мазеров и лазеров начались работы, направленные на их использование в системах связи.

Волоконная оптика, как оригинальное направление техники, возникла в начале 50-х годов. В это время научились делать тонкие двухслойные волокна из различных прозрачных материалов (стекло, кварц и др.). Еще раньше было предсказано, что если соответствующим образом выбрать оптические свойства внутренней («сердечника») и наружной («оболочки») частей такого волокна, то луч света, введенный через торец в сердечник, будет только по нему и распространяться, отражаясь от оболочки. Даже если волокно изогнуть (но не слишком резко), луч будет послушно удерживаться внутри сердечника. Таким образом, световой луч - этот синоним прямой линии, - попадая в оптическое волокно, оказывается способным распространяться по любой криволинейной траектории. Налицо полная аналогия с электрическим током, текущим по металлическому проводу, поэтому двухслойное оптическое волокно часто называют светопроводом или световодом. Стеклянные или кварцевые волокна, толщиной в 2-3 раза больше человеческого волоса, очень гибки (их можно наматывать на катушку) и прочны (прочнее стальных нитей того же диаметра). Однако световоды 50-х годов были недостаточно прозрачны, и при длине 5-10 м свет в них полностью поглощался.

В 1966 г. была высказана идея о принципиальной возможности использования волоконных световодов для целей связи. Технологический поиск завершился успехом в 1970 г. - сверхчистое кварцевое волокно смогло пропустить световой луч на расстояние до 2 км. По сути дела, в том же году идеи лазерной связи и возможности волоконной оптики «нашли друг друга», началось стремительное развитие волоконно-оптической связи: появление новых методов изготовления волокон; создание других необходимых элементов, таких как миниатюрные лазеры, фотоприемники, оптические разъемные соединители и т. п.

Уже в 1973-1974 гг. расстояние, которое луч мог пройти по волокну, достигло 20 км, а к началу 80-х годов превысило 200 км. К этому же времени скорость передачи информации по ВОЛС возросла до невиданных ранее значений - в несколько миллиардов бит/с. Дополнительно выяснилось, что ВОЛС имеют не только сверхвысокую скорость передачи информации, но и обладают целым рядом других достоинств.

Световой сигнал не подвержен действию внешних электромагнитных помех. Более того, его невозможно подслушать т. е. перехватить. Волоконные световоды имеют отличные массогабаритные показатели: применяемые материалы имеют малую удельную массу, нет нужды в тяжелых металлических оболочках; простота прокладки, монтажа, эксплуатации. Волоконные световоды можно закладывать в обычную подземную кабельную канализацию, можно монтировать на высоковольтных ЛЭП или силовых сетях электропоездов и вообще совмещать их с любыми другими коммуникациями. Характеристики ВОЛС не зависят от их длины, от включения или отключения дополнительных линий - в электрических же цепях все это не так, и каждое подобное изменение требует кропотливых настроечных работ. В волоконных световодах в принципе невозможно искрение, и это открывает перспективу использования их во взрывоопасных и подобных им производствах.

Очень важен и стоимостной фактор. В конце прошлого века волоконные линии связи, как правило, по стоимости были соизмеримы с проводными линиями, но с течением времени, учитывая дефицит меди, положение непременно изменится. Эта убежденность основана на том, что материал световода - кварц - имеет неограниченный сырьевой ресурс, тогда как основу проводных линий составляют такие теперь уже редкие металлы, как медь и свинец. И дело даже не только в стоимости. Если связь будет развиваться на традиционной основе, то к концу века вся добываемая медь и весь свинец буду расходоваться на изготовление телефонных кабелей - а как развиваться дальше?

Заключение

Мы рассмотрели историю развития кабельных и оптико-волоконных систем передачи и установлено что в настоящее время оптические линии связи занимают доминирующее положение во всех телекоммуникационных системах, начиная от магистральных сетей до домовой распределительной сети. Благодаря развитию оптико-волоконных линий связи активно внедряются мультисервисные системы, позволяющие довести до конечного потребителя в одном кабеле телефонию, телевидение и Интернет.

Библиографический список

1. Самарский П. А. Основы структурированных кабельных систем - М.: Компания АйТи; ДМК Пресс, 2013г. - 216 с.

2. Бейли Д, Райт Э. Волоконная оптика. Теория и практика - М.: Кудиц-Образ, 2012г. -- 320 с.

3. Ломовицкий В.В., Михайлов А.И. Основы построения систем и сетей передачи информации - М.: Стериотип, 2011г -- 382 с.

4. Левин Д.Ю. История техники. История развития системы управления перевозочным процессом на железнодорожном транспорте - Новосибирск: УМЦ ЖДТ, 2014г. - 467 с.

5. Родина О.В. Волоконно-оптические линии связи - М.: Гриф, 2014г -- 400 с.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Порядок и принципы построения волоконно-оптических систем передачи информации. Потери и искажения при их работе, возможные причины появления и методы нейтрализации. Конструктивная разработка фотоприемного устройства, охрана труда при работе с ним.

дипломная работа , добавлен 10.06.2010


Общие принципы построения волоконно-оптических систем передачи. Структура световода и режимы прохождения луча. Подсистема контроля и диагностики волоконно-оптических линий связи. Имитационная модель управления и технико-экономическая эффективность.

дипломная работа , добавлен 23.06.2011


Перспектива развития волоконно-оптических систем передачи в области стационарных систем фиксированной связи. Расчет цифровой ВОСП: выбор топологии и структурной схемы, расчет скорости передачи, подбор кабеля, трассы прокладки и регенерационного участка.

курсовая работа , добавлен 01.02.2012


Основы построения оптических систем передачи. Источники оптического излучения. Модуляция излучения источников электромагнитных волн оптического диапазона. Фотоприемные устройства оптических систем передачи. Линейные тракты оптических систем передачи.

контрольная работа , добавлен 13.08.2010


Особенности волоконно-оптических систем передачи. Выбор структурной схемы цифровой ВОСП. Разработка оконечной станции системы связи, АИМ-модуляторов. Принципы построения кодирующих и декодирующих устройств. Расчёт основных параметров линейного тракта.

дипломная работа , добавлен 20.10.2011


Преимущества оптических систем передачи перед системами передачи, работающими по металлическому кабелю. Конструкция оптических кабелей связи. Технические характеристики ОКМС-А-6/2(2,0)Сп-12(2)/4(2). Строительство волоконно-оптической линии связи.

курсовая работа , добавлен 21.10.2014


Особенности систем передачи информации лазерной связи. История создания и развития лазерной технологии. Структура локальной вычислительной сети с применением атмосферных оптических линий связи. Рассмотрение имитационного моделирования системы.

дипломная работа , добавлен 28.10.2014


Изучение радиотехнических систем передачи информации. Назначение и функции элементов модели системы передачи (и хранения) информации. Помехоустойчивое кодирование источника. Физические свойства радиоканала как среды распространения электромагнитных волн.

реферат , добавлен 10.02.2009


История развития радиосистем передачи информации. Применение радиотелеметрических систем. Задачи космических РСПИ, технические требования к ним. Состав упрощенной структурной схемы передающей части РСПИ. Особенности работы информационных подсистем.

реферат , добавлен 10.03.2011


Принцип работы аппаратуры линейного тракта систем передачи "Сопка-3М". Требования к линейным сигналам ВОСП и определение скорости их передачи. Принцип равномерного распределения регенераторов. Расчет детектируемой мощности и выбор оптических модулей.