Типы оптических волокон

Оптоволоконные линии связи

Оптоволоконные линии связи работают в частотном диапазоне 10 - 10000 ТГц, что на 6 порядков больше, чем в случае радиочастотных каналов (теоретическая пропускная способность 50 000 Гбит/с). В настоящее время оптоволоконный кабель поддерживает пакетную скорость передачи данных 10, 100 или 1000 Мбит/с. Это связано с ограниченным быстродействием оборудования, преобразующего оптический сигнал в электрический и обратно. В ближайшие годы следует ожидать увеличения быстродействия таких устройств в 100 - 1000 раз.

Хотя этот кабель гораздо дороже и сложнее при монтаже, чем металлические (UTP), он часто применяется в центральных магистральных сетях, где возникают электромагнитные поля помех или требуется передача информации на очень большие расстояния без использования повторителей Кроме того, благодаря совершенствованию оптоволоконной технологии данный кабель становится все более приемлемым по цене.

В 1990 г. в США суммарная протяженность оптических волокон составляла около 9 000 000 км, к 2000 г. произошло утроение этой длины. Сегодня увеличение протяженности оптоволоконной сети происходит со скоростью около 1000 км оптоволоконного кабеля в день.

Существует несколько типов оптических волокон, обладающих различными свойствами. Они отличаются друг от друга зависимостью коэффициента преломления от радиуса центрального волокна. На рисунке показаны три разновидности волокна (а, б и в). Буквами (а) и (б) помечен мулыпимодовый вид волокон (понятие мода связано с характером распространения электромагнитных волн). Тип (б) имеет меньшую дисперсию времени распространения и по этой причине вносит меньшие искажения формы сигнала. Установлено, что, придавая световым импульсам определенную форму (обратный гиперболический косинус), дисперсионные эффекты можно полностью исключить. При этом появляется возможность передавать импульсы на расстояние в тысячи километров без искажения их формы. По сравнению с медными проводами оптоволоконные кабели несравненно легче. Так, одна тысяча витых пар при длине 1 км весит 8 тонн, а два оптоволокна той же длины, обладающие большей пропускной способностью, имеют вес 100 кг, т. е. в 80 раз меньше. Это обстоятельство открывает возможность укладки оптических кабелей вдоль высоковольтных линий связи путем подвешивания или обкручивания силового проводника. Буквой (в) помечен одномодовый вид волокна. Эта разновидность волокна воспринимает меньшую долю света на входе, зато обеспечивает минимальное искажение сигнала и минимальные потери амплитуды. Следует также иметь в виду, что оборудование для работы с одномодовым волокном значительно дороже. Центральная часть одномодового волокна имеет диаметр 3 - 10 микрон, а диаметр клэдинга составляет 30 - 125 микрон. Число мод, допускаемых волокном, в известной мере определяет его информационную емкость. Модовая дисперсия приводит к расплыванию импульсов и их взаимному искажению. Дисперсия зависит от диаметра центральной части волокна и длины волны света.

Поглощение света

Поглощение света в волокне происходит по нескольким причинам. Поглощение в собственно стекле волокна падает с частотой, в то время как потери из-за рассеяния на дефектах стекла с увеличением частоты растут. При сгибании волокна поглощение увеличивается. По этой причине следует избегать малых радиусов изгиба (кроме того, это может привести к разрыву). В результате потери света в волокне обычно лежат в диапазоне 2 - 5 дБ/км для длин волн 0,8 - 1,8 микрон. Зависимость поглощения света в волокне от длины волны показана на рисунке. Используемые диапазоны на рисунке заштрихованы. Все эти диапазоны имеют ширину 25 000 - 30 000 ГГц.

Дата добавления: 2014-01-07