Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Электротехнические материалы и изделия

Диссертационная работа:

Ларин Юрий Тимофеевич. Теоретическая и экспериментальная разработка методов конструирования оптических кабелей : Дис. ... д-ра техн. наук : 05.09.02 : М., 2004 215 c. РГБ ОД, 71:05-5/424

смотреть содержание
смотреть введение
смотреть литературу
Содержание к работе:

Введение 5

1. Анализ современного состояния в области конструирования, производства и эксплуатации оптических кабелей 7

1.1. Выбор схемы расчета оптического кабеля 7

1.2. Внешние механические факторы, воздействующие на ОК и определение оптического отклика ОВ на воздействие механической нагрузки 8

1.3. Расчет механической прочности оптических кабелей 13

1.4. Предпосылки создания термостабильной конструкции кабеля 14

1.5. Выбор полимерных материалов и элементов конструкции оптических кабелей на их основе 14

1.6. Расчет продольной и поперечной герметизации 18

1.7. Определение надежности оптического кабеля 19

1.8. Стойкость оптического волокна и оптического кабеля к воздействию ионизирующих излучений 20

2. Расчет внешних механических факторов, воздействующих на оптические кабели 24

2.1 Механические нагрузки, воздействующие при прокладке и эксплуатации оптического кабеля 24

2.2. Определение оптических параметров оптических кабелей на основе общих требований к волоконно-оптическим линиям связи 51

3. Расчет механической прочности оптических кабелей 59

3.1. Расчет механических напряжений и деформации оптических кабелей при растяжении 59

3.2. Расчет относительного удлинения оптических модулей при воздействии изгибающих нагрузок 68

3.3. Расчет напряжений и деформаций в оптическом кабеле при комбинированном воздействии растягивающего усилия и внешнего гидростатического давления 72

4. Теория и метод расчета термостабильной конструкции оптического кабеля 75

4.1. Оптический кабель повивного типа с равновеликими размерами полости для размещения волокон 75

4.2. Оптические кабели с неравновеликими размерами полости для размещения оптического волокна (на основе сердечника с пазами) 92

4.3. Влияние температурных условий изготовления и эксплуатации на выбор материалов и размеров конструкции оптических кабелей 100

5. Выбор полимерных материалов и элементов конструкции оптических кабелей на их основе 105

5.1. Исследование материалов для трубчатых защитных оболочек 105

5.2. Исследование поведения трубчатых защитных оболочек из различных полимерных материалов при воздействии механических нагрузок 112

5.3. Исследование поведения материала трубчатого защитного покрытия при воздействии отрицательных температур 124

5.4. Оценка оптических потерь в оптических волокнах в трубчатой защитной оболочке 125

5.5. Исследование поведения плотной защитной оболочки при воздействии механических нагрузок и оценка оптических потерь оптического волокна в плотной защитной оболочке 129

5.6. Применение композиции полиэтилена марки 153-01К с добавкой 20% полипропилена марки «Силпон-4» для изготовления оптических кабелей 133

5.7. Материалы для силовых элементов 136

5.8. Исследование оболочек оптических кабелей, образованных из смесей полиэтиленовых и полипропиленовых расплавов 142

6. Продольная и поперечная герметизация оптических кабелей 144

6.1. Исследование процесса распространения влаги вдоль оси оптического кабеля 144

6.2. Исследование процесса распространения влаги в радиальном направлении оптического кабеля 151

6.3. Разработка математической модели процесса распространения влаги в канале с водонабухающим элементом 154

7. Надежность оптических кабелей 160

7.1. Оценка надежности оптических кабелей 160

7.2. Прогнозирование свойств материалов элементов ОК 166

7.3. Определение срока службы ОК 166

7.4. Разработка методов испытаний оптических кабелей, оптических муфт и сопутствующих изделий 171

8. Воздействие ионизирующих излучений на оптическое волокно и оптические кабели 175

8.1. Воздействие ионизирующих излучений на оптическое волокно 175

8.2. Влияние вида легирующих добавок на радиационно- оптическую устойчивость многомодовых оптических волокон 177

8.3. Величина воздействующей дозы 182

8.4. Спектры наведенных потерь световодов 184

8.5. Влияние вида легирующих добавок на радиационно-оптическую устойчивость 185

8.6. Возможные способы восстановления ОВпосле воздействия ионизирующего излучения 192

8.7. Исследование влияния гамма-излучения на физико-механические характеристики полимерных материалов для защитных оболочек кабеля

Заключение

Список литературы 

Введение к работе:

Разработка волоконно-оптических систем передачи и их опытная эксплуатация на сетях связи общего пользования началась во второй половине 70-х годов. Полученные результаты теоретических и экспериментальных исследований позволили оценить технико-экономические параметры и эксплуатационные характеристики таких систем, а также определить условия их применения на различных участках общегосударственной сети связи.

Первоначально в этой новой отрасли техники связи использовались световоды (оптические волокна) на основе многокомпонентных стекол. К 1970 г. были созданы световоды с потерями около 20 дБ/км. Однако на сетях связи общего пользования системы передачи с применением световодов из многокомпонентных стекол не нашли применения из-за больших потерь в световодах.

Малые потери (0,19....2,4 дБ/км) были достигнуты в световодах, изготовленных из кварцевого стекла методом химического осаждения из газовой фазы. Появление кварцевых световодов стимулировало развитие новой компонентной базы для систем передачи - передающих и приемных устройств, согласованных по своим параметрам с характеристиками кварцевого волокна. Таким образом, появились основы для развития новых технических средств передачи информации с использованием кварцевых световодов - оптических кабелей. Для этих средств передачи информации характерны следующие особенности: малая емкость линий передачи и отсутствие дефицитных цветных металлов (медь, свинец) в кабеле. В среднем на каждую тысячу телефонных абонентов экономия цветных металлов составляет 7 т. Основным сырьем для производства световодов является двуокись кремния; высокая защищенность от внешних электромагнитных полей, вследствие чего не требуется применение специальных мер защиты от опасных напряжений линий электропередачи и электрифицированных железных дорог, а также от действия организованных помех от средств связи, оповещения и управления; отсутствие излучения во внешнюю среду, что практически исключает возможность несанкционированного доступа к передаваемой информации и гарантирует скрытность передачи без применения специальных средств; малое значение коэффициента затухания в широкой полосе частот (в несколько десятков раз меньше, чем в кабелях с металлическими жилами), что обеспечивает высокую пропускную способность волоконно-оптических систем передачи и большие длины регенерационных участков (до 200 км вместо 1,5...6 км на кабелях с медными жилами). Такие длины участков практически всегда позволяют на местных сетях связи при организации межстанционных соединительных линий располагать линейные регенераторы в зданиях АТС и отказаться от необходимости организации дистанционного питания, при этом исключаются трудоемкие работы по монтажу, настройке, эксплуатации и ремонту необслуживаемых регенерационных пунктов; малые габаритные размеры и масса: 1 км световода имеет массу порядка 0,04 кг, в то время как коаксиальная медная трубка такой же длины, выполняющая аналогичные функции, имеет массу несколько сотен килограмм; большая строительная длина кабеля, обусловливающая уменьшение числа промежуточных станций и соответственно увеличение надежности сети связи.

Перечисленные достоинства оптических кабелей предопределяют и технико-экономическую эффективность их применения на всех участках общегосударственной сети.

Так в 2002 году общий объем проложенных ОК в одноволоконном исчислении в мире составил около 62 млн. км. В 2003 году эта цифра достигла 108 млн. км. В России объем потребления ОК в одноволоконном исчислении намного скромнее и в указанные годы составил: в 2002 году -711,131 тыс. км, а в 2003 году - 960,556 тыс. км.

По сравнению с 2001 и 2002 годами темп производства ОК резко снизился, т.к. наблюдался процесс перепроизводства оптических волокон и кабелей на их основе.

Однако, даже установленная ведущими фирмами производителями годовая квота производства ОВ в размере (40-50) млн. км, обеспечивающая минимальную прибыль, является впечатляющей цифрой, не имеющей аналогов среди других кабелей связи.

К настоящему времени накоплен огромный опыт, как в производстве оптических кабелей, так и в области строительства, монтажа и эксплуатации волоконно-оптических систем передачи. Во многих странах эти системы передачи в течение нескольких десятков лет находятся в постоянной коммерческой эксплуатации на сетях общего пользования. Это позволило уточнить требования к компонентам волоконно-оптических систем передачи и, в частности, к оптическим кабелям.

Практика показала, что методы конструирования, расчета и технологии производства, разработанные в совершенстве для кабелей с металлическими жилами, не могут быть в полной мере применены к оптическим кабелям. Это связано с тем, что механические свойства световодов, их размеры, физические характеристики, а следовательно, и допустимые значения параметров воздействующих факторов заметно отличаются от тех, которые имеют кабели с металлическими жилами.

Поэтому постановка комплексной работы, позволяющей создать на базе теоретических и экспериментальных исследований методы конструирования ОК и новые типы ОК для специальных целей, актуальна.

Подобные работы
Буренков Александр Евгеньевич
Разработка и исследование кабелей нагревания для нефтяных скважин
Стародубцев Иван Игоревич
Управление разработкой и производством волоконно-оптических кабелей с помощью математического моделирования и разработки программных комплексов
Образцов Юрий Васильевич
Разработка усовершенствованных конструкций маслонаполненных кабелей
Фурсов Петр Васильевич
Разработка технологии получения монолитной полиэтиленовой изоляции соединительных и концевых муфт высоковольтных силовых кабелей
Гефле Ольга Семеновна
Разработка метода диагностики зарождения и развития разрушений в электрической изоляции по тепловым эффектам
Леонов Андрей Петрович
Разработка методов оценки совместимости пропиточных составов и эмалированных обмоточных проводов
Марьин Сергей Сергеевич
Разработка метода оценки долговечности изоляции низковольтных электрических машин
Агаев Чингиз Гусейн оглы
Разработка и исследование технологических методов повышения качества и надежности стеклопластиков электротехнического назначения
Кочеров Андрей Владимирович
Разработка методов измерений характеристик кабелей связи при внедрении и эксплуатации сетей широкополосного доступа
Иогансен Вадим Игоревич
Исследование и разработка методов расчета и конструирования основных узлов высокоиспользованных турбогенераторов

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net