- •Д.В. Иоргачев
- •Д.В. Иоргачев
- •Isbn 5-88405-041-0 © Авторы, 2002 содержание
- •Глава 1. Краткий обзор по истории развития оптической связи …………………………………….6
- •Глава 2. Основные принципы действия волоконных световодов.
- •Глава 3. Оптические волокна и кабели. Классификация,
- •Глава 4. Основные положения по конструированию и особенности
- •Глава 5. Методы испытания волоконно-оптических кабелей ..........................................................139
- •5.3.1. Общие положения .........................................................................................................146
- •Глава 6. Строительство и монтаж волоконно-оптических линий связи.........................................168
- •Глава 7. Основы технической эксплуатации волоконно-оптических линий связи .....................205
- •Глава 1
- •Глава 2
- •2.1. Волны, частицы и электромагнитный спектр
- •2.2. Принцип действия волоконных световодов
- •2.3. Основные положения геометрической (лучевой) оптики
- •2.3.1. Основы геометрической оптики
- •2.3.2. Анализ лучевого распространения света в волоконных световодах
- •2.4. Основные положения волновой теории
- •2.4.1. Основные понятия
- •2.4.2. Взаимодействие оптической волны со средой
- •2.4.3. Волновые уравнения
- •2.4.4. Граничные условия
- •2 .4.5. Волновой анализ распространения мод
- •2.4.6. Глоговское группирование мод
- •2.5. Параметры оптических волокон
- •2 .5.1. Геометрические и оптические параметры оптических волокон
- •2.5.2. Параметры передачи оптических волокон
- •2.5.3. Механические параметры оптических волокон
- •Глава 3
- •3.1. Многомодовые и одномодовые оптические
- •3.2. Материалы оптических волокон из кварцевого стекла
- •3.3. Изготовление оптических волокон
- •3.3.1. Общие положения
- •3.3.2. Технология изготовления опорных кварцевых труб
- •3.3.3. Изготовление заготовок путем плавления стекла
- •3.3.4. Изготовление заготовки методом осаждения стекла из паровой фазы
- •3.3.5. Модифицированный метод химического парофазного осаждения (мсvd)
- •3.3.6. Плазменный метод химического парофазного осаждения (pcvd)
- •3.3.7. Метод внешнего парофазного осаждения (ovd)
- •3.3.8. Метод осевого парофазного осаждения (vаd)
- •Vad метод изготовления заготовок
- •3.3.9. Вытяжка оптического волокна
- •3.4. Конструкции и материалы волоконно-оптических кабелей
- •3.4.1. Типы конструкций волоконно-оптических кабелей
- •3.4.2. Основные элементы волоконно-оптического кабеля
- •3.4.3. Защита волоконно-оптического кабеля от влаги
- •3.4.4. Пожаробезопасность волоконно-оптических кабелей
- •3.4.5. Материалы для конструктивных элементов волоконно-оптических кабелей
- •3.4.6. Конструкции волоконно-оптических кабелей
- •Глава 4.
- •4.1. Исходные положения по конструированию
- •4.2. Расчет параметров вок на основе общих
- •4.3. Расчет оптических параметров и параметров передачи ов
- •4.4. Расчет механической прочности ок
- •4.4.1. Оценка внешних механических нагрузок, действующих на ок
- •4.4.2. Расчет механической прочности оптического кабеля и выбор конструкции
- •4.5. Расчет геометрических размеров вок и его элементов
- •4.5.1. Расчет геометрических размеров вок
- •4.5.2. Конструирование и расчет гофрированного покрова вок
- •4.6. Расчет масс элементов волоконно-оптического кабеля
- •4.7. Расчет уровня затухания оптического волокна
- •4.8. Технология изготовления волоконно-оптических кабелей
- •Глава 5
- •5.1. Классификация испытаний вок
- •5.2. Цель и особенности основных видов испытаний вок
- •5.3. Методы испытания вок
- •5.3.1. Общие положения
- •5.3.2. Методы измерения конструктивных параметров
- •5.3.3. Методы измерения оптических характеристик и параметров вок
- •5.3.4. Методы испытания вок на стойкость к механическим воздействиям
- •5.3.5. Методы испытания вок на стойкость к воздействию внешних факторов
- •Глава 6
- •6.1. Особенности и организация строительства волс
- •6.2. Прокладка и подвеска оптических кабелей
- •6.2.1. Прокладка ок в телефонной канализации
- •6.2.2. Прокладка ок в трубах, лотковой канализации, коллекторах и туннелях
- •6.2.3. Прокладка ок в грунт
- •6.2.4. Прокладка ок через водные преграды
- •6.2.5. Подвеска кабелей на опорах воздушных линий и стойках
- •6.3. Оптические соединители, конструкции муфт ок и
- •6.3.1. Потери при соединении волокон
- •6.3.2. Подготовка ов к сращиванию
- •6.3.3. Способы сращивания ов
- •6.3.4. Оконцовка волокна
- •6.3.5. Конструкции муфт ок и особенности их монтажа
- •Глава 7
- •7.1. Организация технической эксплуатации волс
- •7.2. Эксплуатационно-технические требования к волс
- •7.3. Организация технического обслуживания волс
- •7.4. Планирование, контроль и обеспечение работ
- •7.5. Технический учет и паспортизация волс
- •7.6. Ремонт линейных сооружений волс
- •7.7. Охрана кабельных сооружений волс
- •7.8. Телеконтроль, служебная связь и электропитание
- •7.9. Методы измерения волоконно-оптических линий связи
- •7.9.1. Назначение и виды измерений
- •7.9.2. Методы измерения параметров и характеристик
- •7.9.3. Измерения на воли во время аварий
- •Глава 2
- •Глава 3
- •Глава 4
- •Глава 5
- •Глава 6.
- •Глава 7.
3.3.3. Изготовление заготовок путем плавления стекла
При изготовлении волоконных световодов методом «стержень в трубке» стержень из высокочистого кварцевого стекла в качестве сердцевины вдвигается в опорную кварцевую трубку с меньшим показателем преломления, служашую оболочкой. Размеры стержня и трубки таковы, что между ними практически не остается зазора. Однако при этом любые мельчайшие повреждения и примеси на их пограничной поверхности после вытяжки световода приводят к большому затуханию (от 500 до 1000 дБ/км) и, кроме того, этим методом можно изготавливать только многомодовые световоды со ступенчатым профилем показателя преломления. При другом методе стекло сердцевины и стекло оболочки приводятся одновременно в расплавленное состояние и световод вытягивается непосредственно из расплава. Такой метод называется методом двойного тигля или методом совмещенного расплава, так как стекло для сердцевины и для оболочки плавится раздельно в двух тиглях. В качестве стекла используются высокочистые типы многокомпонентных стекол, например щелочносвинцовосиликатное стекло и натрийборсиликатное стекло. За счет диффузии или ионного обмена между стеклом сердцевины и стеклом оболочки можно изготавливать волоконные световоды с градиентным профилем показателя преломления (метод Сельфок). Поскольку внутренние поверхности тиглей не могут быть абсолютно чистыми, в световод наряду с переходными металлами дополнительно попадают примеси, увеличивающие затухание (от 5 до 20 дБ/км при 850 нм). Этот метод используется для производства световодов с «толстой» сердцевиной (диаметр сердцевины ≥ 200 мкм). При методе разделения фаз стекла стержень из натрийборсиликатного стекла формируется при температуре 1200оС, а затем выдерживается в течение нескольких часов при t = 600оС. За это время происходит разделение натрийборат-стеклофазы в матрицу SiО2-стекла. Переходные металлы, такие как Fe и Си, собираются в натрийборат-стеклофазе и могут быть выщелочены с помощью кислоты, так что получается пористая заготовка. Она пропитывается высокочистым солевым раствором, например, нитрата цезия, а затем промывается снаружи. Легирование цезием увеличивает показатель преломления внутри. Промытая зона становится оболочкой. С помощью этого метода могут производиться волоконные световоды со ступенчатым и градиентным профилями показателя преломления с затуханием от 10 до 50 дБ/км при длине волны 850 нм.
Используется еще один метод изготовления заготовки, когда стержень из коммерчески доступного кварцевого стекла используется лишь в качестве сердцевины, а во время вытягивания вокруг него накладывается оболочка из прозрачной пластмассы с низким показателем преломления. При этом достигаются величины затухания от 5 до 50 дБ/км.
Существуют также исключительно полимерные световоды, у которых сердцевина и оболочка изготавливаются из оптически чистых пластмасс с различными показателями преломления. У таких световодов затухание по результатам измерений составило от 100 до 400 дБ/км при длине волны 600 нм.