«роль транспортной науки и образования в реализации пяти институциональных реформ», посвященной

 

 

 

 

274 

 

 

«РОЛЬ ТРАНСПОРТНОЙ НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ В РЕАЛИЗАЦИИ ПЯТИ ИНСТИТУЦИОНАЛЬНЫХ 

РЕФОРМ», ПОСВЯЩЕННОЙ ПЛАНУ НАЦИИ  «100 КОНКРЕТНЫХ ШАГОВ» 

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 

 

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 

0, ±90  или 180

,

результирующие 

векторы 

сигналов 

показаны 

в 

сигнальном 

пространстве  на  рис.  4.  Так  как 

cos

+

  и 

sin

+

  ортогональны,  два  сигнала 

BPSK можно обнаруживать раздельно.

 

Сравним  методы 

QPSK  и  BPSK  по  критерии  энергетической  эффективности.  Из 

литературы [3] видно, что вероятность битовой  ошибки для QPSK и BPSK одинакова: 

 

=

2

 

3) 

 

Рисунок 4 – 

Результирующие векторы сигналов 

 

где 

 – энергия бита; 

 – спектральная плотность мощности шума; 

 – 

вероятность приема ошибочного бита информации, усредненного для статистического 

большого объема; 

( )

 – гауссовский интеграл ошибок 

 

( ) =

1

√2

 

4) 

 

 

Найквист  показал,  что  теоретическая  минимальная  ширина  полосы 

пропускания,  требуемая    для  немодулированной  передачи   

  символов  за  секунду  без 

межсимвольной  интерференции,  составляет 

2

  Гц.  При  наборе 

  символов,  система 

модуляции или кодирования присваивает каждому символу -битовое значение [4], где  

 

 

 

 

 

275 

 

 

«РОЛЬ ТРАНСПОРТНОЙ НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ В РЕАЛИЗАЦИИ ПЯТИ ИНСТИТУЦИОНАЛЬНЫХ 

РЕФОРМ», ПОСВЯЩЕННОЙ ПЛАНУ НАЦИИ  «100 КОНКРЕТНЫХ ШАГОВ» 

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 

 

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 

= 2

 

5) 

Таким образом, число битов на символ  можно представить как 

= log

 

6) 

Следовательно,  скорость  передачи  битов 

,  должна  в    раз  больше  скорости 

передачи символов: 

=

=

log

 

7) 

Эффективность использования полосы частот 

= log

 

8) 

Из уравнения (8) следует ,что спектральная эффективность 

QPSK в два раза выше, 

чем  BPSK

. 

При  том  же  значении 

(

⁄

)

  эффективность  использования  полосы  частот  для 

схемы 

QPSK  равна 

2 бит/ /Гц

,  в  отличие  от 

1 бит/ /Гц

  для  схемы  BPSK.  Это 

особенность  является  следствием  того,  что  QPSK  представляет  собой  эффективную 

комбинацию  двух  сигналов  в  модуляции  BPSK,  которые  передаются  на  ортогональных 

компонентах несущей.

 

ЛИТЕРАТУРА 

 

1.

 

Проксис Дж. Цифровая связь, М.: Радио и связь, 2000.  

2.

 

Скляр  Б.  Цифровая  связь.  Теоретические  основы  и  практическое  применение,  Вильямс, 

2007  

3.

 

Маслов  П.В.  Сравнительный  анализ  методов  цифровой  модуляции  Изд-во  Электронный 

журнал  Молодежный  научно-технический  вестник  ФГБСУ  ВПО  «МГТУ  им.  Н.Э.  Баумана,  Эл 

№ФС77-511038. 

4.

 

Шелковина  Е.А.,  Лебедев  О.Г.  Сравнительный  анализ  методов  цифровой  модуляции  в 

стандартах цифрового радиовещания Харьковский национальный университет радиоэлектроники. 

 

 

УДК 621.25.85 

 

Каргулова А.Н. – 

преподаватель,Казахская академия транспорта и коммуникаций  

им. М.Тынышпаева (г. Алматы, Казахстан)

 

Даулетбаев  Д.А.  – 

студент,Казахская  академия  транспорта  и  коммуникаций                    

им. М.Тынышпаева (г. Алматы, Казахстан)

 

 

МАЛОМОДОВЫЕ ОПТИЧЕСКИЕ ВОЛОКНА ДЛЯ ЛИНИИ ПЕРЕДАЧИ 

СОВРЕМЕННЫХ ИНФОТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СЕТЕЙ 

 

На  сегодняшний  день  применение  оптических  волокон  (ОВ)  уже  давно  перестало 

ассоциироваться  исключительно  с  магистральными  волоконно-оптическими  линиями 

передачи  (ВОЛП)  сверхбольшой  протяженности  или  оптическими  кольцами  городских 

сетей  связи.  Увеличение  спроса  на  услуги  широкополосного  доступа,  конвергенция 

информационных 

и 

телекоммуникационных 

технологий, 

появление 

новых 

 

 

 

 

276 

 

 

«РОЛЬ ТРАНСПОРТНОЙ НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ В РЕАЛИЗАЦИИ ПЯТИ ИНСТИТУЦИОНАЛЬНЫХ 

РЕФОРМ», ПОСВЯЩЕННОЙ ПЛАНУ НАЦИИ  «100 КОНКРЕТНЫХ ШАГОВ» 

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 

 

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 

мультимедийных  приложений  на  рынке  инфокоммуникаций,  расширение  и  интеграция 

корпоративных информационно-вычислительных сетей, наконец, повсеместное внедрение 

облачных технологий, которые нередко сегодня называют современной «золотой жилой» 

индустрии  инфокоммуникаций,  —  вот  лишь  малая  часть  большого  перечня  факторов, 

определяющих 

активное 

развитие 

сегментов 

инфокоммуникационных 

сетей, 

отличающихся компактностью и высокой плотностью размещения большого числа портов 

при  одновременно  малой  (от  нескольких  десятков/сотен  метров  до  2  км)  протяженности 

волоконно-оптических  соединительных  линий.  С  учетом  вышесказанного,  сети  такого 

типа  целесообразно  выделить  в  отдельную  группу  инфокоммуникационных  компактных 

многопортовых сетей (KMC). 

Современные KMC реализуются на базе кварцевых многомодовых ОВ в сочетании 

с технологией FTTx (Fiber То The «х» - «волокно до «х») - в частности, FTTE («enclosure» 

-  «волокно  до  конструктива»)  или  FTTD  («desk»  -  «волокно  до  рабочего  места»).  Здесь 

можно перечислить такие приложения, как структурированные кабельные системы (СКС), 

СКС  центров  обработки  данных  и  вычислительных  центров,  сети  хранения  данных, 

локальные 

информационно-вычислительные 

сети, 

внутрикорпоративные 

и 

технологические  сети  передачи  данных,  сети  систем  промышленной  автоматизации, 

бортовые  сети,  беспроводные  сети  доступа  на  уровне  микро-  и  пико-сот  на  основе 

технологии FTTA («antenna» — «волокно до антенны») и многие другие. 

При  этом  активное  оборудование  мультигигабитных  сетей  передачи  данных 

использует  в  оптических  модулях  когерентные  источники  излучения  -  одномодовые 

лазерные  диоды  (ЛД)  или  менее  дорогостоящие,  по  сравнению  с  первыми,  лазеры 

поверхностного  излучения  с  вертикальным  объемным  резонатором  (VCSEL  -  Vertical 

Cavity  Surface  Emitting  Laser).  В  многомодовых  OB  при  возбуждении  когерентными 

источниками  имеет  место  маломодовый  режим  распространения  оптического  излучения: 

сигнал  переносится  по  ОВ  ограниченным  набором  модовых  составляющих,  число 

которых, в зависимости от категории ОВ и исходного модового состава излучения лазера, 

в  общем  случае,  как  показывают  результаты  экспериментальных  и  теоретических 

исследований, не превышает 50. 

В  среднем,  каждые  4  -  5  лет  происходит  ратификация  нового  сетевого  стандарта, 

проводится  полное  обновление  состава  активного  оборудования  волоконно-оптических 

систем  передачи  (ВОСП)  KMC.  В  то  время  как  срок  службы  кабельных  линий  связи 

составляет,  как  минимум,  25  лет,  а,  с  учетом  «тепличных»  условий  эксплуатации,  для 

внутриобъектовых  соединительных  линий  KMC  -  еще  больше.  При  этом  каждый 

последующий стандарт ориентирован на кварцевые многомодовые ОВ новой категории и 

уменьшает  допустимую  протяженность  ВОЛП  с  волокнами  предыдущего  поколения 

практически  на  порядок.  Таким  образом,  возникают  задачи  как  адаптации  линейного 

тракта  находящихся  в  эксплуатации  многомодовых  ВОЛП  для  передачи  сигналов 

высокоскоростных  мультигигабитных  ВОСП  в  маломодовом  режиме,  так  и  разработки 

новых  многомодовых  ОВ  с  увеличенной  полосой  пропускания  в  маломодовом  режиме 

передачи сигнала. 

Степень  разработанности  темы  исследования.  Термин  «маломодовый»  в 

приложении  к  оптическим  волноводам  волоконно-оптической  техники  связи  впервые 

введен  в  монографии  И.И.  Теумина,  опубликованной  в  1978  г.  В  работах  зарубежных 

авторов  указанного  периода  времени  этот  термин  практически  не  встречается. 

Исключением  в  данном  случае  является  известная  монография  А.  Снайдера  и  Дж.  Лава, 

датированная  1983  г.  Напротив,  термин  «маломодовый  режим  передачи  оптического 

сигнала»  достаточно  активно  использовался  в  работах  советских  авторов  в  контексте 

телекоммуникационных  «маломодовых  ОВ»  и  «маломодовых  оптических  систем  связи» 

вплоть до конца 80-х гг. Это публикации Г.И. Гроднева, Е.М. Диано-ва, А.М. Прохорова, 

Л.М. Андрушко. 

 

 

 

 

277 

 

 

«РОЛЬ ТРАНСПОРТНОЙ НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ В РЕАЛИЗАЦИИ ПЯТИ ИНСТИТУЦИОНАЛЬНЫХ 

РЕФОРМ», ПОСВЯЩЕННОЙ ПЛАНУ НАЦИИ  «100 КОНКРЕТНЫХ ШАГОВ» 

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 

 

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 

В 

маломодовом 

режиме 

на 

передний 

план 

выходит 

необходимость 

«индивидуальной»  оценки  параметров  передачи  направляемых  мод  заданного  порядка, 

участвующих в переносе мощности оптического сигнала по мно-гомодовому ОВ заданной 

конструкции.  Модовый  состав  излучения  лазера  и  условия  ввода  определяют  исходный 

набор  модовых  компонентов  и  значения  их  амплитуд  непосредственно  на  передающей 

стороне 

многомодовой 

ВОЛП. 

К 

основным 

факторам 

искажения 

относятся 

дифференциальная  модовая  задержка  (DMD  -  Differential  Mode  Delay)  и  хроматическая 

дисперсия  основной  моды  и  мод  высших  порядков.  При  распространении  маломодовых 

сигналов  в  сильно  нерегулярных  волокнах  взаимодействие  и  смешение  мод  может 

оказывать существенное влияние на проявление DMD за счет  возникновения новых или, 

напротив, снижения мощности исходных модовых составляющих сигнала. 

На  сегодняшний  день  разработаны  и  утверждены  четыре  стандарта  IEEE, 

спецификации  которых  регламентируют  совместное  применение  лазерных  источников 

излучения  и  кварцевых  многомодовых  ОВ  в  маломодовом  режиме:  802.3z,  802.3ае, 

802.3aq  и  802.3Ьа.  Данные  стандарты  накладывают  жесткие  ограничения  на 

протяженность  маломодовых  ВОЛП  KMC,  в  том  числе  и  с  многомодовыми  ОВ 

последнего поколения. 

Известно  достаточно  много  методов,  средств  и  способов  по  увеличению 

пропускной  способности  многомодовых  ВОЛП,  в  том  числе  и  в  маломодовом  режиме, 

разработанных  на  базе  моделей  как  многомодовой  линии  в  целом,  так  и  отдельных  ее 

компонентов.  Данному  направлению  посвящено  большое  количество  работ,  среди 

которых  следует  выделить  группу  авторов,  принимавших  непосредственное  участие  в 

разработке  указанных  стандартов  IEEE.  Это,  в  частности,  JI.  Аронсон,  JT.  Бакмен,  С. 

Боттаччи,  Б.  Витлок,  С.  Голлович,  Ч.  Ди  Минико,  Д.  Каннингем,  П.  Колесар,  Д.  Молин, 

Дж.  Морику-ни,  М.  Новелл,  ГГ.  ТТепелджугоски, JI.  Раддац,  А.  Ристетский,  Дж.  Риттер, 

Г. Шаулов, И. Уайт, Дж. Эббот и многие др. 

Однако 

подавляющее 

большинство 

известных 

моделей 

распространения 

маломодовых  оптических  сигналов  по  многомодовым  BOJITT,  в  том  числе  и 

разработанных  перечисленными  выше  авторами,  ориентированы  в  основном  на 

теоретическое исследование эффекта DMD как ключевого фактора искажения сигналов в 

маломодовом режиме передачи. В частности, проявление DMD в зависимости от условий 

ввода  излучения  с  выхода  лазера  в  сердцевину  ОВ,  а  также  отклонения  градиентного 

профиля  реальных  волокон  от  оптимальной  формы.  Отдельное  внимание  уделяется 

имитационному  моделированию  процессов  формирования,  преобразования  и  обработки 

сигналов  в  передающих  и  приемных  оптических  модулях  активного  оборудования 

ВОСГТ.  В некоторых работах вводится обобщенный параметр  хроматической дисперсии 

ОВ на весь модовый состав сигнала. При этом, в целом вопрос учета «индивидуального» 

проявления  хроматической  дисперсии  для  каждой  отдельной  модовой  составляющей 

сигнала остается открытым. 

Кроме 

того, 

большинство 

указанных 

работ 

пренебрегает 

процессами 

взаимодействия и смешения мод, обусловленными нерегулярной структурой ОВ, а также 

наличием микро- и макро-изгибов волокон инсталлированной ВОЛП, что обосновывается 

малой,  существенно  ограниченной  ратифицированными  стандартами,  протяженностью 

линейного  тракта  многомодовой  ВОЛП  мультигигабитной  сети.  В  отдельных  случаях 

вводятся  поправочные  коэффициенты  и  «штрафы»  по  так  называемому  модовому  шуму. 

Однако  и  здесь  акцент  делается  в  основном  на  перераспределении  мощности  между 

модовыми  группами  при  прохождении  оптического  сигнала  через  соединения 

волокон/патчкордов  в  распределительных  боксах,  точках  консолидации  или  оконечных 

кроссовых устройствах коммутации. 

Таким образом, для разработки и последующей апробации эффективных подходов 

увеличения пропускной способности маломодовых ВОЛП KMC возникает потребность в 

 

 

 

 

278 

 

 

«РОЛЬ ТРАНСПОРТНОЙ НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ В РЕАЛИЗАЦИИ ПЯТИ ИНСТИТУЦИОНАЛЬНЫХ 

РЕФОРМ», ПОСВЯЩЕННОЙ ПЛАНУ НАЦИИ  «100 КОНКРЕТНЫХ ШАГОВ» 

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 

 

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 

построении  нового  быстродействующего  метода  моделирования  линейного  тракта 

многомодовой  ВОЛП,  функционирующей  в  маломодовом  режиме  передачи  сигнала, 

который  позволил  бы  в  комплексе  учесть  такие  факторы,  как:  условия  ввода  и  тип 

лазерного источника излучения, DMD, хроматическую дисперсию, в том числе и на модах 

высших порядков, процессы  взаимодействия и смешения модовых компонентов  сигнала, 

обусловленные нерегулярной структурой реальных ОВ, а также наличием микро- и макро-

изгибов ОВ, неизбежно возникающих при инсталляции реальных кабельных линий. 

 

ЛИТЕРАТУРА  

 

1.  Бурдин  В.А.,  Бурдин  A.B.  Маломодовые  оптические  волокна  для  линий  передачи 

современных инфокоммуникационных сетей //Вестник Связи.-2010.-№5. - С. 31-35. 

2.Бурдин  A.B.  Моделирование  оптических  волокон  для  минимизации  дифференциальной 

модовой задержки // Электросвязь.-2011. — №7, — С. 38-44. 

3.Бурдин  A.B.  Маломодовый  режим  передачи  оптических  сигналов  по  многомодовым 

волокнам: приложения в современных инфокоммуникациях. - Самара: ПГУТИ, 2011.-274 с. 

4.  Бурдин  A.B.,  Бурдин  В.А.,  Яблочкин  К.А.  Реконструкция  эквивалентного  профиля 

показателя преломления оптического волокна по диаграмме дифференциальной модовой задержки 

//Proceedings of SPIE.-2012.-т. 8410,- С. 84100А-1-84100А-6 (опубл. на англ. яз.). 

 

 

УДК 621.395.34 

 

Липская  М.А.  – 

к.т.н.,  доцент,  Казахская  академия  транспорта  и  коммуникаций                

им. М.Тынышпаева (г. Алматы, Казахстан)

 

Курмашев  Д.Т.  – 

студент,  Казахская  академия  транспорта  и  коммуникаций                          

им. М.Тынышпаева (г. Алматы, Казахстан)

 

 

ОСНОВЫ ТРАССОВОГО ПОИСКА ЗАЛЕГАНИЯ И МЕСТ ПОВРЕЖДЕНИЯ 

КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ 

 

Для  определения  трассы  залегания  кабеля  применяют  такие    типы  приборов, 

которые  основаны  на  измерении  напряжённости  низкочастотных  полей,  возникающих 

возле  кабеля  при  прохождении  по  нему  переменного  тока.  Называют  этот  метод 

индукционным.  Кабель  при  этом 

подключается  к  генератору  переменного  тока

. 

Электрический  (силовой)  кабель  может  быть  найден  (трассирован)  без  генератора,  при 

этом используется проходящий по нему ток нагрузки.

 

Основной  датчик  таких  приборов  антенна-катушка,  обычно  вынесенная  на 

некоторое  расстояние  от  остальных  органов  управления.  Собственно,  манипулируя  этой 

катушкой, и отслеживают трассу кабеля.

 

Некоторые  из  кабелеискателей  снабжены  массой  переключателей,  регулировок  и 

имеют  стрелочный  индикатор  (КИ4-П,  «Поиск»  и  др.),  некоторые  упрощены  до 

минимума.

 

В  последнее  время  всё  большее  распространение  получают  трассоискатели  со 

сложной антенной, содержащей две или более катушек в одном корпусе.

 

Самое  простое  определение  трассы  залегания  кабеля 

по  максимуму  сигнала

. 

Антенна-катушка  кабелеискателя  ставится  горизонтально  и  производится  поиск 

предполагаемой трассы. Где сигнал громче, там и трасса. Направление можно определить 

поворачивая  катушку  в  горизонтальной  плоскости:  максимум  сигнала  будет,  когда 

антенна перпендикулярна кабелю.

 

 

 

 

 

279 

 

 

«РОЛЬ ТРАНСПОРТНОЙ НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ В РЕАЛИЗАЦИИ ПЯТИ ИНСТИТУЦИОНАЛЬНЫХ 

РЕФОРМ», ПОСВЯЩЕННОЙ ПЛАНУ НАЦИИ  «100 КОНКРЕТНЫХ ШАГОВ» 

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 

 

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 

Практически при трассировке, максимум сигнала наводится в момент  нахождения 

катушки точно над кабелем под углом 90°, как показано на рисунке 1.

жүктеу 15,03 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: