- •Волоконно-оптические направляющие среды
- •1. Преимущества волоконно-оптических линий связи перед другими направляющими системами передачи
- •Контрольные вопросы
- •2. Структурная схема волоконно-оптической связи
- •Контрольные вопросы
- •3. Принцип действия световодов
- •Контрольные вопросы
- •4. Характеристики направляемых лучей
- •Контрольные вопросы
- •5. Типы световодов
- •Контрольные вопросы
- •6. Апертура оптического волокна
- •Контрольные вопросы
- •7. Планарный световод
- •Контрольные вопросы
- •8. Основное уравнение передачи по световоду
- •Контрольные вопросы
- •9. Типы волн в световодах. Критические длины и частоты
- •Контрольные вопросы
- •10. Затухание в волоконных световодах
- •Контрольные вопросы
- •12. Коэффициент фазы, волновое сопротивление и скорость распространения энергии по световоду
- •Контрольные вопросы
- •13. Поляризация в волоконных световодах
- •13.1. Виды поляризации
- •13.2. Деполяризация световой волны и поляризационная модовая дисперсия
- •Контрольные вопросы
- •14. Взаимные влияния в оптических кабелях
- •14.1. Природа взаимных влияний в оптических кабелях
- •14.2. Переходные помехи в световодах
- •14.3. Переходное затухание и защищенность от взаимных помех в оптических кабелях
- •14.4. Меры по уменьшению взаимного влияния между оптическими волокнами
- •Контрольные вопросы
- •15. Распространение сигналов по оптическому кабелю
- •15.1. Общие положения
- •15.2. Частотные и временные характеристики
- •15.3. Собственные и частные характеристики оптического кабеля
- •15.4. Диаграмма излучения и поглощения энергии в световоде
- •15.5. Искажения сигналов
- •15.6. Модуляционно-частотные характеристики и полоса пропускания волоконных световодов
- •Контрольные вопросы
- •16. Конструкция и материал оптических волокон
- •Контрольные вопросы
- •17. Производство оптических волокон
- •Контрольные вопросы
- •18. Соединение оптических волокон
- •18.1. Основные понятия и определения
- •18.3. Внешние потери
- •18.4. Соединение волокон
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Введение в специальность «Физика и техника оптической связи»
- •Список сокращений
- •1.1 Радиосвязь — основные этапы истории
- •1.2 Спектр электромагнитных волн
- •1.3 Этапы развития лазерной техники
- •1.4 История развития оптической связи
- •2.1 Информация, сообщения, сигналы
- •2.1.1 Основные единицы измерения в телекоммуникации
- •2.2 Виды и технологии систем связи
- •2.3 Стандартизация и метрология в телекоммуникации
- •2.4 Электрические кабели связи
- •3. Основы теории волоконно-оптической связи
- •3.1.1 Основные законы волоконной оптики
- •3.1.1 Основные законы волоконной оптики
- •.1.2 Конструкция ов
- •3.1.3 Методы изготовления ов
- •3.1.4 Классификация и характеристики ов
- •3.2.1 Классификация оптических кабелей
- •3.2.2 Основные компоненты волоконно-оптического кабеля
- •3.3.1 Оптические соединители
- •3.3.2 Оптические разветвители
- •3.4.1 Оптический передатчик
- •3.4.2 Оптический приемник
- •3.4.3 Оптические усилители и повторители
- •3.5 Измерение параметров волоконно-оптических систем
- •3.6 Строительство, монтаж и техническая эксплуатация волс
- •4.1 Развитие волоконно-оптических систем передачи
- •4.2 Проблемы увеличения пропускной способности восп
- •4.3 Оптические волокна в структурированной кабельной системе
- •4.4 Волоконно-оптические датчики
- •4.5 Технологии, использующие оптическое волокно
- •Рекомендации студенту - как сформировать свой профессиональный облик
- •Закон оптики
- •Принцип оптического волокна
- •Межмодовая дисперсия
- •Межчастотная дисперсия
- •Материальная дисперсия
- •Влияние дисперсии на пропускную способность канала
- •Многомодовое ступенчатое волокно
- •Многомодовое градиентное волокно
- •Одномодовое волокно
- •Затухание сигнала, окна прозрачности
- •Используемые длины волн
- •Теория оптического кабеля
- •Первый уровень защиты волокна
- •Волоконно-оптический кабель со свободным буфером
- •Волоконно-оптический кабель с плотным буфером
- •Выбор волоконно-оптического кабеля
- •Симплексный и дуплексный кабели
- •Многожильный кабель
- •Кабель для оконечной разводки
- •Пожаробезопасный кабель
- •Многожильный кабель для разводки по этажам
- •Гибридный кабель
- •Соединение оптических волокон
- •Источники и приемники оптического излучения
- •Светоизлучающие диоды
- •Суперлюминисцентные светодиоды
- •Лазерные диоды
- •Фотодиоды
- •Фототранзисторы
- •Лавинные фотодиоды
4.3 Оптические волокна в структурированной кабельной системе
Международный стандарт ISO/IEC 11801 установил, что в СКС используются лишь симметричные электрические кабели и волоконно-оптические кабели, и определил электромагнитные характеристики СКС по ширине полосы пропускания. Ранее были рассмотрены электрические кабельные линии. Этот раздел посвящен ВОЛС, используемым в CKC. К основным преимуществам ВОЛС по сравнению с электрическими линиями связи в СКС можно отнести: высокую пропускную способность и быстродействие; высокую помехозащищенность. В промышленности и природе отсутствуют источники электрического и магнитного поля такой напряженности, которая способна изменить условия распространения светового импульса в ОВ; малое затухание сигналов. Если для сетей максимальная рекомендуемая длина медного кабеля составляет 100 м, то для волоконно-оптического кабеля это 2000 м и более. Недостатком медного кабеля является увеличение потерь с ростом частоты сигнала. В витой паре затухание на 100 МГц выше, чем на 10 МГц. Это означает, что при более высокой скорости передачи увеличиваются потери мощности сигнала и уменьшается реальное предельное расстояние. В ОК потери не увеличиваются с ростом частоты сигнала. На рис. 4.2 показано соотношение между частотой сигнала и затуханием для медного и волоконно-оптического кабеля. Для поддержки различных классов приложений специфицированы 4 типа ОВ: три типа многомодовых градиентных ОВ, имеющих размеры 50±3/125±2 мкм или 62,5±3/125±2 мкм, OM1, OM2, OM3 и один тип одномодового ОВ -OS1. Максимально допустимое ослабление ОК в СКС составляет для OM1, OM2, OM3 на длине волны 850 нм - 3,5 дБ/км, на длине волны 1300 нм - 1,5 дБ/км, а для ООВ OS1 - 1 дБ/км. Рис. 4.2. Затухание и частота для волоконно-оптического кабеля и кабеля UTP |
Большая числовая апертура позволяет применять не только ЛД, но и СИД. Значение числовой апертуры NA лежит в пределах приблизительно 0,2-0,3. Это означает, что угол раскрыва конуса лучей, то есть угловая апертура, составляет 23-35. В CKC, построенной в соответствии со стандартом ISO/IEC, в случае наихудшего окна прозрачности (0,85 мкм) и канала наибольшей длины (2000 м) ослабление не превышает 8,50 дБ. Активное же оборудование, как правило, нормально работает при 11-15 дБ. Таким образом, СКС способна обеспечить гарантированно работу любого оборудования. Минимально допустимый стандартом коэффициент широкополосности многомодовых ОВ класса OM1, OM2 и OM3 на длине волны 850 нм составляет, соответственно, 200, 500 и 1500 МГц*км, а на длине волны 1300 нм - 500 МГц*км при использовании СИД. Рынок СКС с начала 1990-х гг. стремительно рос благодаря появлению новых Интернет-приложений, а также расширению уже существующих локальных сетей и потребности в скоростях передачи, превышающих 1 Гбит/с. При этом естественно увеличение спроса на применение ОВ в CКС, так как только ВОЛС способны поддерживать скорость до 10 Гбит/с, необходимую для информационных центров ЛВС. |