ІСТОРІЯ ВИНАХОДИ ТЕЛЕФОНУ
1849-1854г. розроблена ідея телефонування інженером-механіком віце
-інспектором паризького телеграфу Шарлем Бурселем.
1853-1860р. 26 жовтня 1861р. німецький учитель фізики з Франкфурта-на-
Майні Філіп Рейс (1834-1874г.) Продемонстрував пристрій, названий їмтелефоном. Передавач був ящик з великим круглим отвором уверхній кришці, обтягнутим тонкої перетинкою, до внутрішньої поверхніякої була прикріплена платинова платівка. Під центром перетинки наневеликій відстані від неї зміцнювався платиновий контакт. При діїзвуку на перетинку остання коливалася, пластина то стосувалася контакту, товідходила від нього. Електричне коло замикалася і розмикалися з частотоющо впливає звуку. Приймачем служила дротяна котушка-соленоїд зсерцевиною у вигляді тонкої спиці, закріпленої з обох кінців. Підвпливом пульсуючого магнітного поля спиця коливалася і видавалазвук, який посилювався порожнім ящиком-резонатором, які служили опорою длясоленоїда.
Помірно голосно проспівана мелодія була виразно передано на відстань
100 м. Прилад відтворював звуки фортепіано та духових інструментів.
Вдавалося почути окремі невиразні звуки людської мови. Справа в тому,що апарат, що передавав переривчасті імпульси струму, міг відтворювативисоту і до деякоїступеня силу звуку, але не його відтінки, характерні для людського голосуі визначаються формою звукових коливань. Практичного застосуваннявинахід Рейса не знайшло.
Перший практично придатний для передачі людської мови телефонвинайшов п'ятнадцятьма роками пізніше Олександр Грейем Белл (1847-1922).
Цікаво, що Белл намагався винайти не телефон, а «гармонійнийтелеграф ». У той час в телеграфії випробовувався величезний дефіцит ліній.
Потреби в проводах повітряних ліній зв'язку значно випереджалиможливості спорудження останніх. Тому робилися спроби поодному лінійному проводу передавати одночасно два або більше депеш.
1837р. Американський фізик Чарльз Графтон Пейдж (1812-1868) виявивявище «гальванічної музики»: в електричному ланцюзі, що складається зкамертону, електромагніту і гальванічного елемента, при коливанняхкамертону, розмикаються і замикала ланцюг, електромагніт видавав співаючийзвук.
1869р. Російський фізик Георгій Іванович Морозов (1836-1904) запропонувавдля одночасної передачі по одному проводу декількох депеш методрізночастотних телеграфування. Реалізувати свій метод учений не зміг, аленим зацікавилися інші.
Белл з 1873г. займався цією проблемою. Як передає іприймального пристроїв використовував набори металевих вібруючих пластинок -камертонів, налаштованих кожен на одну музичну ноту. Контакти на кінцяхпластинок при вібрації останніх з'єднувалися або роз'єднувалися з контактамиелектричного кола, і пропущений через передавальний пристрій електричнийструм повинен був перериватися. Передбачалося посилати по дроту одночаснокілька «електронот» (до семи згідно нотної азбуки), тобтоелектричний струм з частотами, відповідними частотах вибраних нот. Наприймальному кінці кожен камертон вібрував б тільки при сигналі «своєю»частоти, а інші сигнали ігнорував би. Гармонійний телеграф так іне вдалося створити. Зате під час одного з дослідів, що проводилися Беллом з
Ватсоном 2 червня 1875р., Вільний кінець однієї з платівок на передавальномуНаприкінці випадково застряг і, коли Ватсон безуспішно намагався його звільнити,
Белл почув на приймальному кінці слабкі звуки, подібні до тих, які видаєнатягнута струна. Застрягла платівка спрацювала як діафрагма. У колишніхдослідах вільний кінець платівки просто розмикав і замикав електричнуланцюг. Тепер замість цього легкі коливання пластинки індукувативідповідні електромагнітні коливання в розташованому під неюпередавальному електромагніт. Пульсирующий електричний струм протікав по ланцюгудо приймального обмотці електромагніту і змушував тим самим коливатися йогоплатівку. У цьому виявилося принципова різниця між майбутнім телефономі всіма телеграфними пристроями. Телеграф передавав суворо обмеженіімпульси електричного струму, що володіють однією і тією ж амплітудою, хоча ірізною тривалістю. Для телефону необхідний був безперервнийелектричний струм, сила і частота якого змінювалися б в точнійвідповідно до коливань звукових хвиль у повітрі.
14 лютого 1876р. А. Белл подав заявку в Вашингтонське патентне бюрона свій винахід: «Телеграф, за допомогою якого можна передаватилюдську мову ». Двома годинами пізніше заявку на «Пристрій для передачі іприйому вокальних звуків телеграфним способом »подав Е. Грей з Чикаго.
Буквально наступного дня після несподіваного відкриття Белл з
Ватсоном зібрали перший електричний телефон. В основному пункті патентногоопису пропонувалися «спосіб і пристрій для телеграфної передачіголосових або інших звуків за допомогою хвилеподібних електричнихколивань, подібних за формою коливань повітря, що супроводжує голосовіабо інші звуки »(ось той« ключ »до телефонування, якої бракувалоапарату Рейса).
7 березня 1876р. був отриманий патент на винахід телефону.
25 червня 1876р. Белл вперше продемонстрував свій телефон на перше
Всесвітньої електротехнічної виставці в Філадельфії.
Перше повідомлення про телефон було опубліковано 6 жовтня 1877г. внауково-популярному тижневику «Scientific Ameriсan». Перша в світітелефонна (повітряна) лінія зв'язала в 1877г. квартиру і канцелярію мера
Бостона.
Перша в Європі телефонна лінія (також повітряна) довжиною 2 км буласпоруджена 5 листопада 1877г. в Берліні між поштамтом і телеграфом.
У Росії в 1882р. телефонні станції були побудовані в містах: Москва,
Петербург, Одеса, Рига.
Телефон дуже швидко розповсюджувався по всьому світу.
Як і більшість телеграфних ліній того часу, перші телефоннілінії були повітряними. Спроби застосування підземних кабелів були викликаніпрагненням замінити голі повітряні проводи, тому що вулиці та дахи будинків угустонаселених містах представляли собою потворне видовище через скупченнятелефонних і телеграфних проводів. Стовпові лінії, що несуть дроти, булидуже чутливі до атмосферних впливів, що викликають їх пошкодження.
Спорудження ліній сильного струму для електроосвітлення вулиць, а потім дляміського трамваю також стало серйозною перешкодою (внаслідок індуктивноговпливу).
Перші телефонні семіжільние кабелі (скарлючені осердя) - довжиною
1000-1200м, також включені по однопровідна системі, були прокладені на
Бруклінському мосту в Нью-Йорку в 1880р.
Наприкінці 1882р. в Бостоні два сердечника довжиною 360 і 450м булипрокладені від будівлі станції у напрямку до абонентів у тридюймовихсталевих трубах, покритих бетоном.
Перший підземний кабель в Росії був прокладений в 1885г. прибудівництві Нижегородської міської телефонної мережі. Кабель з 10 живмав довжину 1км.
Перший морський телефонний кабель поєднав у 1891р. Англію і Францію.
ТЕЛЕФОННІ КАБЕЛІ
Конструкція і технологія 1869р.
Кабель є головною ланкою лінії зв'язку, від конструкції кабелюзалежать в основному властивості лінії. У перші п'ять років становлення телефоніївикористовувалися конструкції і способи виготовлення телеграфних підземнихкабелів. За способом 1869р., Мідні дроту ізолювалися бавовняноїпряжею, попередньо виварена в парафіні. Пряжа накладалися надріт методом обмотки в двох протилежних напрямках. Необхіднекількість ізольованих жив затягувалося в свинцеву трубу, яка потімнамотувалася на барабан, і всі разом містилося в резервуар, заповненийрозплавленим парафіном. Один кінець свинцевою труби підключався доповітряного насоса, який проганяв через трубу парафін, що витісняє прицьому повітря. Прикінцевими операціями були перемотування кабелю черезрезервуар з холодною водою - при цьому парафін, що заповнив вільніпроміжки в серцевині, твердне - і протягування через обжимнойволочу. Це був перший приклад застосування заповнювача для захисту відпроникнення вологи всередину сердечника.
Конструкція і технологія 1875р.
Бавовняна пряжа попередньо не проварює в парафіні.
Кожна жила з двошаровою, а іноді й тришаровою ізоляцією спочатку сушитьсяв печі (перше застосування технологічної операції сушки), потімпросочується в гарячому парафіні або парафіну та олії. Групаізольованих жив обмотується джутом, пеньком або інших волокнистихматеріалом і обробляється так само, тобто сушиться і просочується, якокремі жили. Готовий сердечник затягується в залізну чи чавуннутрубу довжиною 3-3,2 м діаметром 40 мм. Така труба вміщає до 200ізольованих жив з мідним дротом діаметром 0,3-0,4 мм і має накінцях кручені нарізку. Один кінець труби зашпаровуються Т-подібнимз'єднувачем, на іншій тимчасово нагвинчує ковпачок. Проміжки міжсерцевиною і стінками труби і усередині сердечника заповнюються через Т -образний з'єднувач парафіновим маслом. Під час прокладання лінії кінецьбудівельної довжини, з якого свінчівается ковпачок, вводиться вз'єднувач попередньої будівельної довжини, де зрощуються жили. Післязакінчення монтажу Т-подібний з'єднувач висушується нагрівом, заповнюєтьсяпарафіновим маслом і герметизується. Для підтримки рівня масла в лініїпередбачалися вертикальні відрізки труб, з'єднані з маслянимибаками, розташованими на піднесених місцях.
У наявності іншої, більш складний спосіб захисту ізоляції жив від вологиза допомогою не твердого, а рідкого заповнення. Відмова від свинцевого труби буввикликаний м'якістю свинцю, його невеликий механічною міцністю.
У 1880р. проведена перша дослідна сушіння волокнистої ізоляції жив підвакуумом.
Наступним кроком, перехідним від телеграфних до власне телефоннимкабелях, з'явилося пропозицію містити кабельні лінії з метою захисту відвологи під надлишковим тиском не масла, а повітря або газу. Сенс ідеїполягав у тому, що при виникненні дефекту ущільнення в місці зрощуваннятруб що знаходиться під тиском газ буде перешкоджати проникненню вологиз атмосфери всередину труби.
Ідея про застосування повітря стала вирішальною сходинкою прогресу вобласті кабелів зв'язку.
Конструкції та технології 1880-х років.
У 1882р. була запропонована конструкція ізоляції жил, частково складаласяз повітря, завдяки чому електрична ємність кабелів кільказменшилася. Струмопровідна жила обмотувалися по відкритій спіралі Корделія
- Кручений волокнистої ниткою, поверх якої накладалося також спіральнокілька стрічок із вологонепроникної просоченої каучуковим соком паперу.
Так рік 1882-й став роком народження сучасної кордельно-стрічковоїізоляції.
У 1884. було запропоновано оригінальне рішення. Всередину свинцевою трубиз затягнутим в неї серцевиною вводився розплавлений парафін разом з газомпід тиском. Охолоджений парафін набував пористість, що знизилоємність кабелю майже на 15%. Певною мірою це був прообраз сучасноїпористої поліетиленової ізоляції. Автор конструкції знову повернувся досвинцевим трубах, але вже не з чистого металу, а зі сплаву свинцю зцинком, який додавався для підвищення механічної міцності.
У 1880р. через перешкоди при одночасному з'єднанні декількох абонентівбуло запропоновано відмовитися від однопровідна несиметричних ланцюгів звикористанням як зворотного проводу землі і перейти на симетричніланцюга з двох жив. Перша конструкція скрученою двопровідної ланцюга булазапропонована в 1881р., правда здійснювалася не взаємна скручування, агалактика обмотка однієї жили інший. Для усунення що утворюється при цьомунерівності електричних опорів обох жив пропонувалося в місцяхз'єднання схрещувати прямолінійну жилу зі спіральної. Сучасна скручуванняжив в пари почала застосовуватися з 1882р.
У 1886р. С. Ф. Шелбурна (США) запатентував оригінальне інженернерішення. Він запропонував скручувати одночасно чотири жили, але складатиланцюга не з сусідніх, а з протилежних жив, тобто розташованих подіагоналях утвореного в поперечному перерізі квадрата. Ефект четвіркиполягає в тому, що без зміни конструкції жив і збільшення витратматеріалів тільки за рахунок способу скрутки вдається отримати на 10-15%меншу ємність, і, отже менший коефіцієнт ослаблення. Рис.стор 170
Подією в технології кабельного виробництва з'явився винахід івпровадження преса, що дозволяє накладати свинцеву оболонку на рухомийпоступально сердечник.
Перша конструкція преса 1879р. виявилася непрактичною. На ньому можнабуло обпресовувати відносно невелику довжину кабелю, на оболонку якоївистачало одного злитку свинцю. Після видавлювання злитку сердечникдоводилося розрізати.
У 1880-1881р. були запропоновані більш досконалі конструкції пресів;горизонтального-двухконтейнерного і вертикального-одноконтейнерного,допускають опрессованіе цілком будівельної довжини кабелю з періодичнимизупинками для завантаження в контейнери чергового злитку свинцю. Ці пресиможна назвати прообразами сучасних свинцевих і алюмінієвих пресів.
Остаточно конструкція свинцевого поршневого гідравлічногокабельного преса була вдосконалена і впроваджена до 1885г. На початку тогож року В. Сіменсом була винайдена кабельна броня зі сталевих стрічок. Напідставі вищесказаного можна вважати, що саме 1885-й рік початкомпромислового кабельного виробництва і одночасно початком ери підземнихкабелів, що мають всі необхідні складові частини: струмопровідні жили,ізоляцію (незалежно від того, з якого вона матеріалу), вологозахиснусвинцеву оболонку і при необхідності броньовий захисний покрив.
Конструкції та технології 1890-х років
Запропонована в 1882р. ізоляція з бавовняного Корделія, повітря іпросоченої каучуком папери привернула увагу до останньої, і напромисловому ринку з'явився папір у вигляді вузьких стрічок. У 1886-1889гг.проводилися досліди по застосуванню стрічок із сухого Манільської папери, якінакладалися на жилу у вигляді спіральної обмотки з перекриттям крайок.
Наявність герметичній вологонепроникної свинцевою оболонки дозволиловідмовитися від просочення ізоляції або введення всередину кабелю гідрофобногопарафіну та заповнення. Завдяки вдосконаленню стрічка-обмотувальнихмашин стало можливим накладати паперову ізоляцію на жилу не щільно, авільно, у вигляді порожнистої трубки, залишаючи між нею і житловий повітрянийпроміжок.
Перший освінцованний кабель із повітряно-паперовою ізоляцією буввиготовлений в 1889р., прокладений і зданий в експлуатацію в Нью-Йорку в 1890р. З
1891р. і до середини поточного сторіччя повітряно-паперова ізоляція в їїрізних варіантах була єдиним типом ізоляції кабелів зв'язку. Чи невтратила вона свого значення і в наш час.
Успіх повітряно-паперової ізоляції, зумовлений тим, що електричнаємність кабелів зменшилася втричі, стимулював пошуки різних способівїї накладення на жилу. До 1892р. відноситься вдала спроба накладатипаперову стрічку не спірально, а поздовжньо і за допомогою спеціальногоулітообразного калібру загортати її навколо жили у формі трикутника іскріплювати кромки фальцовані швом. У конструкції жили 1897р. поздовжньонакладена паперова трубчаста ізоляція формується за допомогою обтискногопристрою так, що навколо жили утворюються гвинтоподібні паперові гофри,центруючі дріт. Відразу ж слідом за гофрування ізоляціяскріплюється ниткою, що накладається по спіралі у западини гофрів. Ізоляціябула названа «балонної». Технологічно складний спосіб утвореннябалонів-паперової ізоляції, скріпленої ниткою, не прижився.
З аналогічної причини також не було запроваджено спосіб утвореннябалонів-поліетиленової ізоляції методом спіральної обмотки їїсамоусажівающімся поліетиленовим Корделія. У той же самий час, балони -поліетиленова ізоляція, що накладаються методом екструдування на жилупорожнистої трубки з наступним утворенням на ній періодичних поперечнихпережиму шляхом механічного здавлення, міцно вкоренилася в конструкціїодного з типів сучасних кабелів зв'язку.
У 1892р. була освоєна кордельно-паперова ізоляція. Корделія скручувавсяне з кабельної пряжі, а з тонкої (товщиною 0,004 мм) паперу. Поверхвідкритої спіралі з Корделія на жилу накладалися в протилежнихнапрямках дві паперові стрічки. Максимально число ланцюгів в кабелях 1880-хроків було невелике - всього 50. Діаметр струмопровідних жив зпочаткового «телеграфного» 0,3-0,4 мм був збільшений до 1-1,5 мм, щобзабезпечити зв'язок телефонної станції з усіма обслуговуваними нею абонентами.
Таким чином, до початку ХХ століття була створена оригінальна конструкціятелефонних кабелів і освоєна технологія їх промислового виробництва.
Міські кабелі
1.Матеріали.
Жили виготовляють з міді. Але мідь-метал дефіцитний, а потреба вньому все зростає. Витрата величезний. Тому протягом багатьох роківведуться пошуки металу, який би замінив у кабелях мідь.
Кандидат номер один - алюміній. Однак, якщо замінити мідні жилиалюмінієвими такого ж діаметра, то в результаті цього збільшиться зовнішнійдіаметр кабелю, що явно небажано через обмежений діаметру каналутрубопроводу, зросте витрата ізоляційного і захисних матеріалів.
Алюміній значно поступається міді по механічним властивостям:розривною міцності, пластичності, стійкості до багаторазових вигинів.
Міцність на розрив м'яких алюмінієвих дротів втричі, а відноснеподовження вдвічі менше, ніж м'яких мідних. Найбільший недолікалюмінію - сильна схильність до корозії, особливо в присутності вологи,яка може потрапити в кабель при пошкодженні оболонки або муфт. У цьомувипадку алюмінієві жили дуже швидко руйнуються.
Алюмінієві сплави за своїми механічними властивостями займаютьпроміжне місце між міддю та алюмінієм, а по електричних близькі доалюмінію.
В останні роки привертає увагу алюмомедная дріт. Це
-алюмінієва дріт, покрита тонким мідним шаром завтовшки всього 10-30мікрометрів (0,01-0,03 мм). За своїми властивостями біметалічна дрітстоїть ближче до міді, ніж алюмінієвий сплав, однак виготовити її значноскладніше. При незначних дефектах настільки тонкого мідного покриття, уприсутності вологи вона корродирует ще сильніше, ніж алюміній.
2.Ізоляція
Види: 1) трубчасті-паперова
2) Папір-Массне (стор.194 )
3) Суцільна поліетиленова
Хронологічно третьою, але, мабуть, сьогодні перша за значимістютипом ізоляції сучасних міських телефонних кабелів є суцільнаполіетиленова. Завдяки рідкісному поєднанню відмінних електроізоляційних,фізико-механічних і хімічних властивостей поліетилен отримав у кабельнійтехніки широкого поширення. Головним серед багатьох перевагполіетиленової ізоляції перед трубчасто-паперовій і паперо-Массне єїї негігроскопічна. Поліетилен не поглинає вологу. Застосування небоїться зволоження поліетиленової ізоляції дозволило відмовитися відобов'язкової свинцевою оболонки і замінити її пластмасовою, такожполіетиленової. Незважаючи на перераховані вище достоїнства поліетилену,виявилося, що еквівалентна діелектрична проникність у поліетиленовоїізоляції вище. У результаті - збільшення робочої ємності суцільнийполіетиленової ізоляції в порівнянні з повітряно-паперової і, отже,коефіцієнта ослаблення кабелів. Щоб зберегти робочу ємністьнезмінною, доводиться кілька збільшувати товщину ізоляції і, виходить,діаметр кабелів.
Суперечність дозволила пориста поліетиленова ізоляція. Якщо вполіетилен в процесі його накладення на жилу допомогою видавлювання начерв'ячних процесах - екструдерах додати гранули піноутворюючий речовин
-Порофор, то при нагріванні ізоляції в головці екструдера, детемпература 200-230 (С, Порофор розкладаються з виділенням летючихскладових. В ізоляції утворюються не повідомляються між собою порирозміром 20-100 мкм.
Завдяки повітрю у своєму складі пориста поліетиленова ізоляціязрівнялася з електричним і конструктивним параметрам з повітряно -паперово. Однак, існують три «але» пористої поліетиленової ізоляціїпорівняно з суцільною: велика влагопоглощаемость, яка можепризвести до втрати електроізоляційних властивостей, менша електричнаміцність, менша механічна міцність.
У 1964р. англійський інженер Георг Додд запропонував заповнювати вільнийобсяг кабелів, на частку якого припадає близько 40 (загального обсягуосердя, в'язким компаундом на основі продуктів перегонки нафти --петролатуму, або «нафтовим желе» з суміші мікрокристалічний нафтовихпарафінів і масел. Досвід експлуатації показав, що Петролатум дійсноне пускає вологу в кабель, але сам не проти поспілкуватися з пористої ізоляцією,проникнути наскільки можливо в її пори. Така взаємодія призводить дотому, що властивості ізоляції погіршуються, вона передчасно старіє.
На початку 1970р. канадські фахівці запропонували комбінованупористо - суцільну поліетиленову ізоляцію. Внутрішній пористий шар, начастку якого припадає 80 (всієї товщини ізоляції, забезпечує їїдосить низьку діелектричну проникність. Зовнішній тонкий суцільнийшар служить перешкодою, яка перешкоджає контакту між заповнювачем івнутрішнім пористим шаром.
Конструкція оболонки. (Поєднання типів ізоляції та оболонки - стор 204)
Спроби позбавлення від дефіцитної свинцевою оболонки були зроблені вНаприкінці 1930-х і в 1940-і роки. В якості замінників свинцю пробувалирізні матеріали, зокрема одну з перших промислових пластмас --полівінілхлорид. Але поки ізоляція жив залишалася повітряно - паперової, ніодна з конструкцій оболонок не могла запобігти потрапляння вологи вкабель.
Можливість застосування невлагоемкой поліетиленової ізоляції відразуполегшила вирішення завдання. У 1948р. з'явилися кабелі в оболонці підназвою «Алюміній - поліетилен». Конструкція «алпет» об'єднувала двасамостійних різнорідних елементу кабеля: алюмінієвий екран і простополіетиленову екструдовану, тобто випрессованную оболонку.
Призначення екрану - захищати ланцюга зв'язку від заважає і навіть деколи небезпечноговпливу зовнішніх магнітних полів, порушуваних лініями електропередачі,контактної мережі електрифікованих на змінному струмі залізниць,потужними радіостанціями.
Поєднання поліетиленової оболонки з поліетиленовою ізоляцією (іобов'язково з алюмінієвим екраном) стало основою класичноїсучасної конструкції міських телефонних кабелів. Полівінілхлориднийоболонку, а іноді й ізоляцію застосовують у кабелях, які прокладають упожежонебезпечних місцях. На відміну від поліетилену, полівінілхлорид НЕпоширює горіння.
Новим з'явилася не тільки пластмасова оболонка, але і конструкціяалюмінієвого екрану, який накладався не традиційним методомспіральної обмотки, а поздовжньо. Алюмінієва стрічка товщиною 0,2 мм - гладкав найтонших кабелях і з дрібної поперечної гофрування у всіх кабелях здіаметром сердечника понад 15 мм - розташовується по відношенню до осі кабелюпоздовжньо і згортається навколо рухомого сердечника так, що її краювзаємно перекриваються на 5-8 мм. Незважаючи на простоту, як конструкції, такі технології накладення, пластмасові оболонки все-таки значно поступаютьсяметалевим в головному - у вологозахисним дії. Через них проникають вкабель пари води.
У 1961р. англійським інженером Д.В. Гловером була запатентованаалюмополіетіленовая оболонка. Вона являє собою з'єднані в однеціле поліетиленову оболонку і алюмінієвий екран. Але для екрану береться вцьому випадку не просто алюмінієва стрічка, а покрита з одного боку або зобох сторін тонким (0,02-0,03 мм) шаром поліетилену. Екран з одностороннімпокриттям накладається на сердечник так, щоб поліетиленовий шар бувзверху. В головці екструдера, де поверх екрана випрессовиваетсяполіетиленова оболонка, при температурі 200-230 (З оболонка і покриттяекрану зварюються між собою, в результаті оболонка як биметаллізіруется зсередини. Її внутрішній тонкий металевий шар служитьбар'єром на шляху парів вологи, що намагаються проникнути через оболонку всерединукабелю.
Конструкція виявилася цілком ефективною і вельми технологічною.
Поздовжнє накладення на сердечник кабелю екранної стрічки і Екструдуванняполіетиленової оболонки суміщені в одному технологічному процесі. Дляпарів вологи, що пройшли крізь товщу поліетилену і «упершись» в алюмінієвийбар'єр, залишається єдиний прохід між перекриваються крайкамиекранної стрічки. При односторонньому покритті алюмінію полімером швидкістьдифузії в середньому в 100 разів менше, ніж через звичайну поліетиленовуоболонку. Значно ефективніше двостороннє покриття, тому щополіетиленові плівки обох країв шва зварюються між собою, і парамвологи доводиться долати вузький поліетиленовий шар. Швидкість дифузіїчерез таку оболонку сповільнюється в 15000 разів. Ось чому «бар'єр Гловера»є найкращою модифікацією поліетиленової оболонки.
Розвиток конструкцій сердечника завжди йшло по шляху збільшеннямаксимального числа пар і зменшення діаметра струмопровідних жил. (Табл. 7,стор 205)
Процес скручування сердечників сучасних кабелів - багатоступінчастий.
Спочатку скручуються так звані елементарні пучки з 10 пар або 5четвірок. Число ланцюгів в них відповідає ємності розподільнихкоробок. Розподільні кабелі з числом пар 10-100 скручуються зелементарних пучків. У кабелях для магістральних та з'єднувальних ліній зчислом пар від 100 і вище елементарні пучки спочатку скручуються у головні,складаються з 50 або 100 пар. Потім головні пучки скручуються попевній системі в сердечник. Сучасні крутильні машини ітехнологічні прийоми дозволяють здійснювати два або навіть трипослідовні операції скрутки одночасно, тобто поєднувати їх.
Міжміські кабелі
Перейти від міських телефонних кабелів до міжміським дозволилитеоретичні дослідження американського електротехніка Михайла Пупин
(1858-1935), відомі під назвою «пупінізація». Використавши відкриття
Хевісайда про можливість зменшення втрат в лінії шляхом штучногозбільшення її індуктивності, то сама умова RC = LG, Пупин запропонуваввключати в ланцюзі кабелю спеціальні котушки індуктивності і розрахувавоптимальну відстань між ними. Індуктивність лінії завдяки цьомумогла бути підвищена в десятки і сотні разів.
Після винаходу Пупин датський інженер Карл Краруп розробив іншийспосіб штучного збільшення індуктивності кабелів. Замість того щобчерез кожні 1,5-2 км включати в лінію котушки індуктивності, він запропонувавобмотувати струмопровідні мідні жили тонкою стрічкою або дротом зсталі, магнітні властивості якої в 100-200 разів сильніше, ніж міді. Аіндуктивність залежить від магнітної проникності. Товщина сталевої стрічкиабо діаметр дроту були 0,2-0,3 мм.
Ефективність крарупізаціі в кілька разів менше, ніж пупінізаціі,так як сталева обмотка збільшує індуктивність ланцюгів лише в 8-10 разів.
Але крарупізірованние кабелі виявилися більш зручними для підводноїпрокладки.
Радикальне вирішення проблеми дальності зв'язку принесли підсилювачі.
У 1904р. англійський фізик і радіотехнік Джон Флемінг винайшов першуелектронну двухелектродную лампу - діод. У 1907р. американський радіотехнік
Лі де Форест винайшов трьохелектродної лампу - тріод. У ній між катодом іанодом, ближче до катода, було вміщено також металева дротянасітка. При негативному потенціалі на сітці вона частково затримувала потікелектронів, що прагнуть до анода, при позитивному потенціалі, навпаки,посилювала електронний потік і, отже, поточний через лампу такзваний анодний ток. Ця здатність керуючої сітки тріода і булавикористана для створення проміжних телефонних підсилювачів в лініїзв'язку.
На сітку подаються пройшли вже частина довжини лінії і, отже,ослаблені електричні сигнали телефонної передачі. Коливання напругив ланцюзі сітки, відповідні частотах переданих сигналів, викличутьподібні ж, але значно посилені за величиною (за амплітудою) коливанняанодного струму. Завдяки цьому далі в лінії підуть сигналивідновленої потужності. Таким чином, якщо в лінії через певнийвідстань встановлювати підсилювачі, то можна забезпечити дальність зв'язку.
Багатоканальні системи передачі.
Кабелі є матеріаломісткою і дорогою частиною споруд зв'язку.
Тому на протязі всієї історії розвитку ліній зв'язку інженери прагнулидо найбільш ефективного використання кожної фізичної ланцюга.
У 1882р. Франк Джекоб показав, що на кожних двох парах жив у кабеліможна отримати крім фізичних ланцюгів ще одну - третю ланцюг шляхомвикористання спеціальних трансформаторів. Цей ланцюг була названа фантомної,тому що самостійно вона фізично не існує: її прямим проводомслужать обидві жили перші пари, а зворотним проводом - обидві жили другої пари.
Таким чином, можна було підвищити ефективність використання кабельнихланцюгів на 50%.
Радикальне вирішення проблеми найбільш ефективного використаннякабелів зв'язку принесло створення багатоканальних систем передачі, що дозволилиздійснювати за фізичними ланцюгів високочастотне, або широкосмугове,телефонування. (Схема стор 220)
Починаючи з середини 1930-х років виникло поділ кабелів нанизькочастотні і високочастотні. Поряд із традиційними симетричнимиз'явився зовсім новий тип кабелів зв'язку - коаксильный. (Мал. стор. 225)
Якщо обидві жили виконані з дроту однакового діаметра, маютьізоляцію однакових конструкцій і товщини і розташовані так, що між нимиможна провести площину симетрії, то ланцюг є симетричною.
Відповідно кабелі, скручені з симетричних пар або четвірок,називають симетричними.
Якщо ж обидва провідника ланцюга виконані у формі співвісні циліндрів, впоперечному перерізі мають форму концентричних кіл, то ланцюгвважається несиметричної і називається коаксильной. Кабелі, скручені зкоаксільнихцепей, або пар, називаються коаксильными. Якщо ж кабель міститьі коаксильные, і симетричні ланцюга, то він комбінований.
Симетричні.
Сучасні симетричні кабелі телекомунікації, як правило,високочастотні. Низькочастотним відведена другорядна роль - дляокремих ліній невеликої довжини, відводів від магістральних ліній іт.д.
Діаметр струмопровідних мідних жив у високочастотних симетричнихкабелях 1,2 або 1,3 мм; в низькочастотних застосовуються і жили меншихдіаметрів - 0,8 і 0,9. Для високочастотних кабелів привабливі трубчасті абобіметалічні алюмомедние жили.
Ізоляція жив високочастотних кабелів належить до вищого класуізоляції симетричних кабелів. Це - кордельно - полістирольна, кордельно
- Паперова, кордельно - поліетиленова. Основу її складає нитка - Корделіяз відповідного матеріалу. Поверх Корделія формується ізоляційнатрубка - або методом спіральної обмотки стрічкою з полістирольної плівкитовщиною 0,05 мм або з кабельного паперу товщиною 0,12 мм, або методомекструдування поліетилену. Оскільки діаметр Корделія дорівнює приблизно 2/3діаметра струмопровідній жили, то кордельний каркас забезпечує найбільший,причому стабільний повітряний проміжок між струмопровідній житлової таізоляційної трубкою.
Кабелі з ізоляцією кордельной характеризуються найменшою еквівалентноїдіелектричної проникністю і, отже, електричної ємністю. Узалежно від призначення і умов експлуатації кабелів крім кордельнойзастосовуються також суцільний і пориста поліетиленова ізоляція.
Коаксильные.
Теорія коаксильного кабелю зв'язку була розроблена і опублікована в
1934р. С.А. Щелкуновим. Унікальність коаксильного кабелю полягає в тому, щона противагу симетричним кабелям з розширенням спектру переданихчастот перешкодозахищеність ланцюгів не погіршується, а поліпшується. Завдякипідвищення перешкодозахищеності із зростанням частоти по коаксильным парам можливопередавати в десятки і сотні разів більше розмов, ніж посиметричним.
Різноманітні варіанти ізоляції коаксильных пар: шайбовая, балонна,бамбукова та ін Характерною особливістю сучасних коаксильных кабелівє те, що вони здебільшого комбіновані. (Стор. 242, 244)
Економічність коаксильных кабелів в порівнянні з симетричними --табл.13, стор 246.
Підводні кабелі
1 період - 1850 - 1900гг .- телеграфні одножильні морські й океанськікабелі з Гутаперчевий ізоляцією.
2 період - 1900-1930 рр. .- телефонні низькочастотні симетричніморські кабелі з Гутаперчевий і повітряно-паперовою ізоляцією.
На відміну від минулого століття, коли возіврафние підводні кабелівипередили у своєму розвитку кабелі підземної прокладки, в поточному сторіччіпідводні телефонні кабелі розвивалися паралельно з підземними. Длязбільшення дальності зв'язку почалося без зволікання впровадження крарупізацііі пупінізаціі підводних кабелів. Гутаперчеву ізоляцію поступово почалавитісняти повітряно - паперова, що має вдвічі меншою електричноїємністю. У цьому випадку ізоляція захищалася від впливу води свинцевоюоболонкою, під якою розташовувалася опорна спіраль зі сталевої стрічки абостальних дротів. Кабелі з ізоляцією Гутаперчевийскладалися з однієї четвірки, а з повітряно - паперової - мали від однієїчетвірки до 12 четвірок.
Але ні штучне збільшення індуктивності, ні застосування з 1920р.лампових підсилювачів не дозволяло вирішити проблему трансокеанський телефонії.
Вся справа у відмінності передаються частот. Частоти телеграфування --нсколько герц або десятків герц, частоти телефонування на початку століття - від
300 до 2700 Гц.
У 1921р. було прокладено перший у світі коаксильный кабель між Кі Вест
(Флорида) і Гаваною (Куба). Це був низькочастотний крарупізірованнийтелефонно-телеграфний кабель з Гутаперчевий ізоляцією. У смузі частот до
3800 Гц можна було організувати чотири телеграфних каналу і одинтелефонний.
3 період - 1930 - 1950 рр. .- телефонні морські високочастотнікоаксильные кабелі з ізоляцією з парагутти (1930-ті роки) і поліетилену
(1940-і роки), без проміжних підсилювачів.
У 1937р. на лінії Олдборо - Домбург довжиною 150 км були прокладеніпаралельно дві коаксильных кабелю. По кожному кабелю передавалося в одномунапрямку 16 телефонних каналів.
В 1940р. в Англії був прокладений експериментальний коаксильный кабель зсуцільною поліетиленовою ізоляцією.
Не слід вважати, що починаючи з 1930р. всі підводні телефоннікабелі були тільки коаксильными. Прокладалися і симетричнівисокочастотні кабелі, призначені для багатоканальних систем передачі.
Проблему трансокеанський телефонії дозволило вирішити створення в 1940р.підводних підсилювачів. Перший проміжний підсилювач був вбудований в 1943р. векспериментальний кабель, прокладений в Ірландському морі. За коаксильномукабелю довжиною 82 км організовувався 48 каналів зв'язку в діапазонах частот
16-208 і 312-504 кГц.
4 період - телефонні морські та океанські високочастотні кабелі зсуцільною поліетиленовою ізоляцією, з проміжними підсилювачами.
У 1950-1956р. був прокладений ряд переважно морських кабельнихтелефонних ліній з проміжними ламповими підсилювачами, число якихскладало від 1 до 7. Всі кабелі з підсилювачами двосторонньої дії вмеханічно жорстких корпусах прокладалися на глибинах не більше 500 м.
Для прокладки кабелю в океанських глибинах довелося сконструюватипідсилювачі односторонньої дії, змонтовані в гнучких циліндричнихкорпусах, виконаних з сочленних сталевих кілець. В1948г. булаздійснена досвідчена прокладання кабелю з підсилювачами в районі Багамськихостровів.
З 1952р. почалося п
