HISTORIE OPTICKÝCH PŘENOSŮ

Transkript

1 1. Úvod HISTORIE OPTICKÝCH PŘENOSŮ Claude Chappe optický telegraf Lille Paříž, vzdálenost 120km za jasného počasí John Tyndall demonstroval vedení světla proudem vody Alexander Graham Bell sestrojil fotofon (světlo, zrcadla, trubka s membránou) William Wheeler objevil vedení světla trubicemi 1958 Arthur Shwlow, C.H. Townes vynalezl laser (kvantový generátor optického záření) 1961 Theodor H. Maimal sestrojil praktický laser 1966 Charles H. Kao, George Hock Ham navrhl vedení světla skleněným vláknem Fy Corning Glass Works vyrobila vlákno útlumem<než 20 db/km pro λ= 633nm Využití prvních optických kabelů v praxi pro vojenské účely (námořnictvo USA) 1975 Vyvinuto vlákno s útlumem menším než 2 db/km 70. léta zahájen provoz na zkušebních tratích. 80. léta praktické nasazování optických systémů. Pokrok ve výzkumu zdrojů záření, posun do vyšších vlnových délek (1300nm,1550nm), rozšířená šířka pásma (stovky GHz) 90. léta zavádění vlnových multiplexerů pro zvýšení přenosové kapacity optických tratí. Obr. 1 Patent Bell&Tainer 2

2 2. Základní pojmy 2.1 Slovník nejpoužívanějších slov Align fibres manualy Attenuation Attenuation splice Autofeed Bad endface Battery charger Buffer Cladding Clean and fuse Clean fibres Cleaning current Cleaning time Closure Coating Confirmation Copper conduktor pair Copper quad Core Delete No. Ferrule Finger splice Fuse Fusing Fusion current Fusion splicer Fusion time Gap Gradient index Check end angels L-PAS Lens Profile Aligment System LID Local Injection and Detection Multimode Memory Optical fibre Optical waveguide Passsed Patchord (jumper) Pigtail Prefusion current Prefusion time Put in fibres Refractive index Remove fibres Running Shrink Singlemode Splice Step index Stripping tool Tensile test Wavelenght ruční nastavení vláken útlum útlumový svar přesah vlákna při svařování špatná kvalita zalomení nabíječ baterie rezerva, sekundární ochrana plášť optického vlákna čistit a svařit čistit vlákna čisticí proud doba čištění kabelová spojka, závěr primární ochrana potvrzení měděný pár měděná čtyřka jádro optického vlákna vymazat číslo část optického konektoru k upevnění a přesnému umístění konce vlákna mechanická spojka optického vlákna svařovat svařování svářecí proud svářecí přístroj doba sváření mezera gradientní (postupný) index lomu kontrola kvality konců vlákna a zalomení nastavení vláken videosystémem na plášť vlákna vložení a detekce optického výkonu mnohovidový paměť optické vlákno optický vlnovod prošel vlákno v těsné sekundární ochraně zakončené konektory vlákno v těsné sekundární ochraně zakončené konektorem předsvářecí proud doba předsváření vložte vlákna index lomu vyjměte vlákna probíhá smrštit se jednovidový svar skokový index lomu zdrhovací nářadí tahový test vlnová délka 3

3 2.2 Přednosti optických přenosů VÝHODY: - Signál přenášený optickým kabelem není ovlivňován elektromagnetickým rušením, radiovými vlnami, záměrným rušením ani atmosférickými bouřemi - Optické spoje mají vysokou přenosovou kapacitu, mnohem vyšší než je kapacita konvenčních metalických kabelů. - Optický přenos nezpůsobuje vyzařování z jednotlivých vláken, proto odpadá jakákoliv možnost přeslechu a běžného odposlechu - Sklo na výrobu vláken je stále dostupnější než měď, jejíž zásoby se zmenšují. - Optické kabely mají menší hmotnost a rozměry než kabely s měděnými vodiči. - Mezi vysílačem a přijímačem není elektrická vazba, čímž odpadají problémy s rozdílností elektrických potenciálů. - Optické kabely se mohou požívat i ve výbušných a hořlavých prostředích, protože vylučují jakékoliv jiskření a tím odstraňují možnost výbuchu - Umožňují překlenout velké vzdálenosti, i přes 100 km bez použití zesilovačů a mnoho stovek km bez použití opakovačů - Zaručují vysokou provozní spolehlivost - Jejich cena neustále klesá, v porovnání s metalickými vodiči. - Výhody se projevují i v nižší spotřebě energie - Odolnost proti krádeži NEVÝHODY: - Složitější a nákladnější napojování jednotlivých částí optického spoje (svářečky, optické konektory, spojky) - Náklady na koncová přenosová zařízení (optoelektronické převodníky). - Obtížnější vydělování a měření přenášeného signálu - Napájení v případě potřeby samostatnými Cu páry. - Obtížnější zaměřování než u metal. kabelů (nutno dodávat kovové prvky, magnety a pod.) - Nutnost zaškolování pracovníků na nové metody Elektricko-optický převodník světlovod Opto-elektronický převodník optická spojka optický zesilovač optický rozbočovač Jednotka pro zpracování signálu v elektrickém tvaru vstup signálu výstup signálu Jednotka pro zpracování signálu v elektrickém tvaru Literatura: 1, 4, 5, a 8 Obr. 2 Schema optického spoje 4

4 3. BOZP 3.1 Směrnice BOZP a PO pro práci na optických sítích 1. Práce se skleněným vláknem. Při práci se skleněným vláknem dbáme na hygienu. Při práci nejíme, nepijeme, nekouříme. Nebezpečné jsou úlomky skleněného vlákna, které můžou způsobit poranění očí nebo kůže. Velmi nebezpečný je průnik skleněného úlomku do vnitřních tělesných orgánů, případně krevního oběhu. Při práci s vláknem postupujeme velmi opatrně. Skleněné vlákno lámeme vždy od sebe. Všechny úlomky soustřeďujeme při práci do nádoby speciálně pro tento účel. 2. Nebezpečné světelné záření. Na optice se záření pohybuje v rozmezí nm. Při používání těchto vlnových délek a nadměrné intenzitě záření může dojít k poškození živých tkání organizmu. Výkonem světelných zdrojů záření může být hlavně ohroženo lidské oko. (Toto světlo nezpůsobuje bolest, a proto nedochází k obrannému reflexu oka.) Při montážích nebo údržbových pracích se nikdy nedíváme do vlákna, konektorů, či optických spojek apod. (Oblast viditelného záření je v rozsahu nm.) 3. Chemické a čisticí prostředky. Používáme-li při práci chemikálie, dodržujeme zásady z bodu 1. a dbáme na čistotu a pořádek na pracovišti. Zajišťujeme pravidelné větrání pracoviště výpary. Před prací s prostředky se vždy seznámíme s návodem na použití a zásadami první pomoci. Z nejčastěji používaných chemických přípravků je izopropylalkohol. Je velice hořlavý. Při vysoké koncentraci dráždí oči, vyvolává bolest hlavy a závratě. Při nadýchání izopropylalkoholu je potřeba postiženému zajistit čerstvý vzduch a případně umělé dýchání. Při zasažení kůže omýt postižené místo vodou s mýdlem a ošetřit reparačním krémem. Při zasažení očí je nutné vyplachovat čistou vodou (asi 15 minut) a zajisti přepravu k lékaři. Stejným způsobem postupujeme při práci s technickým benzínem. 4. Požární ochrana. Především udržujeme pořádek na pracovišti a na místech, kde může dojít k požáru. a) Odstraňování možných zdrojů požáru - čisticí hadry apod. pravidelně likvidujeme, abychom předešli samovznícení b) Dodržování bezpečných vzdáleností od tepelných spotřebičů je předpokladem pro snižování rizika požáru. Jedná se především o dostatečné vzdálenosti mezi fénem a benzínem při čištění optických kabelů, izopropylalkoholem a možným elektrickým výbojem elektrod při čištění vláken po svařování atd. c) Zákaz kouření a práce s hořlavými předměty a otevřeným ohněm na místech se zvýšeným požárním nebezpečí. Při manipulaci a skladování hořlavin dbáme zvýšené opatrnosti a dodržujeme bezpečné vzdálenosti od tepelných spotřebičů. d) Hasicí přístroje používáme pěnové nebo CO Práce a obsluha elektrických zařízení. Při práci dodržujeme předpisy a ustanovení Normy pro práci a obsluhu elektrických zařízení. a) Za práci pod napětím se považuje práce, při níž se pracovník dotýká přímo nebo pracovními pomůckami živých částí pod napětím. b) Každý pracovník musí být seznámen s umístěním rozvaděčů a hlavních vypínačů elektrické energie c) Nutné věnovat zvýšenou pozornost nouzovým vedením a prodlužovacím šňůrám 6. Práce s ručním nářadím. Práce s nožem, práce se šroubovákem, nůžky na kevlar, štípací kleště na optický kabel atd. 5

5 3.2 BOZP při spojování 1. Dodržovat technologické postupy, odpovídající práci a obsluze s optickými přístroji, nářadím a pomůckami. 2. Dodržovat potřební ochranná nařízení 3. Nevykonávat práce, které neodpovídají znalostem, schopnostem a zdravotní způsobilosti 4. Odstraňovat zjištěné závady a jejich příčiny. 5. Provádět pravidelné kontroly, revize a preventivní údržbu přístrojů a zařízení 6. Používat pracovní a ochranné pomůcky. 7. Oznamovat svému nadřízenému nedostatky a závady, které by mohly ohrozit bezpečnost a zdraví při práci 8. Před prací s nářadím a přístroji se vždy seznámíme s návodem na použití a případnou první pomocí v případě ohrožení zdraví. 9. Při práci s optickými kabely zjistíme specifické údaje uvedené v dokumentaci. Dbáme vždy na to, že vlákno je citlivé na namáhání tahem, příliš ostrý ohyb a tlak. 10. Při montážních a údržbových pracích se nikdy nedíváme do vlákna, spojek, konektorů apod. 11. Dbáme výstražných a upozorňovacích značek, tabulek a j. 3.3 BOZP při měření 1. Před měřením se seznámíme s úkolem, k měření přistupujeme zodpovědně. Dodržujeme zásady čistoty a přesnosti. Dbáme na pečlivost a trpělivost. 2. Při používání měřicích přístrojů I. Třídy, musíme učinit opatření proti úrazu elektrickým proudem. 3. Přístroje pro měření musí být pravidelně kontrolovány a prováděny revize a vedeny záznamy o provedených kontrolách. 4. Před použitím měřicí přístroje prohlédneme, zda nejsou poškozeny, včetně pohyblivých přívodů. Zjištěné závady ihned nahlásíme. 5. Síťové zásuvku musí mít ochranný kolík a používáme pouze šňůry s koncovkou 6. Měřicí přístroje II. Třídy musí být označené [o] - dvojitá izolace 7. Při použití prodlužovacích šňůr, musí mít šňůra vždy ochranný vodič 8. Není dovolena manipulace s přístroji, které nepatří k danému úkolu. 9. Přístroje připojujeme ke zdroji vždy ve vypnutém stavu 10. Po ukončení měření uvedeme pracoviště a přístroje do původního stavu 11. Při měření musí být pracoviště přehledné a dobře osvětlené, aby nedocházelo k chybám v měření 6

6 Řád dílny pro práci na optice 1. Při práci na dílně nesmí být na rukou kovové náramky a jiné ozdoby a na krku volně zavěšené řetízky. 2. Aktovky, kabely a batohy se ukládají v dílně na vyhrazeném místě. 3. Přístroje a jiné pomůcky uložené na dílně smí žáci použít jen s vědomím vyučujícího. Manipulace s přístroji a zařízením, které nepatří k zadané práci, není dovolena. 4. Každý žák pracuje na úloze, která mu byla určena. Opouštět pracoviště je možné jen se souhlasem vyučujícího. 5. Při převzetí přístrojů pro práci od vyučujícího musí žáci okamžitě nahlásit viditelné poškození přístroje a v průběhu práce ihned hlásit nedostatky v jeho funkci. Škody způsobené nedbalostí musí žák odstranit na vlastní náklady. 6. V průběhu práce není možné opustit pracoviště a nechat přístroje bez dozoru. 7. Po zapojení pracoviště se žáci nesmí dotýkat tzv. živých částí. 8. Po skončení měření se nejprve odpojí zdroje od síťového napětí vytažením ze zásuvky. Pak se rozpojí pracoviště. Pracoviště se uklidí a uvede do původního stavu. Používané měřicí přístroje a zařízení se uloží na místo pod kontrolou vyučujícího. Po ukončení předá žák vyučujícím pracoviště. 9. Při vzniku úrazu elektrickým proudem nebo požáru je nutné vypnout hlavní vypínač, který je umístěn na chodbě u dveří č. 104 Likvidace použitých materiálů: Zbytky skleněných vláken, PVC izolací a dalších materiálů soustřeďujeme do speciálních nádob a zajistíme ekologickou likvidaci odpovědnou organizací. (Skleněná vlákna se ničí spálením při vysokých teplotách.) 7