
- •Теория волоконно-оптической передачи Введение
- •Фундаментальные принципы действия Введение
- •Показатель преломления
- •Закон Снелла
- •Внутреннее отражение
- •Внешнее отражение
- •Строение оптического волокна
- •Отражение Френеля
- •Природа передачи света стеклом
- •Числовая апертура
- •Модовое распространение в волокнах
- •3.4.1. Введение
- •3.4.2. Модовая дисперсия
- •Число мод.
- •3.4.4. Исчезающие моды
- •3.4.5. Профиль показателя преломления
- •Многомодовые волокна со ступенчатым и плавным изменением показателей преломления
- •Затухание
- •Полоса пропускания
- •Длина волны
- •Волокна со ступенчатым профилем показателя преломления
- •Волокна с плавным профилем показателя преломления
- •Стандарты
- •Одномодовые волокна
- •Затухание
- •Полоса пропускания
- •Числовая апертура
- •Расстояние между повторителями
- •Рабочая длина волны
- •3.4.8. Сравнение скорости передачи данных и расстояний для различных типов волокна
- •3.4.9. Стоимость
- •3.6. Спектральное уплотнение
- •Виды оптических волокон Типы и стандарты оптических волокон
- •О рекомендациях Международного союза электросвязи [мсэ-т] (International Telecommunication Union [itu-t])
- •О cтандарте iec 60793, разработанном Международной Электротехнической Комиссией (мэк)
- •Обозначение типов оптических волокон в маркировках различных производителей
- •Типы оптических волокон
- •Модовое распространение в волокнах
- •3.4.1. Введение
Затухание
Рабочее расстояние многомодовых волокон приблизительно 5 км.
Полоса пропускания
Максимальная скорость передачи данных в многомодовых волокнах приблизительно 2-300 Мбит/с.
Длина волны
Они обычно работают с длинами волн 850 или 1300 нм. Некоторые волокна способны работать с обеими длинами волн (различные физические стандарты связи используют разные рабочие длины волн).
Большой диаметр многомодового волокна позволяет использовать в качестве источников светового излучения светодиоды. Это, в свою очередь делает систему передачи значительно дешевле по сравнению с системой, использующей волокна с меньшим диаметром и требующей использования лазеров. Недавнее начало использования лазеров VCSEL (см. главу 6) значительно снизило стоимость лазеров, и они стали использоваться с многомодовыми волокнами для высокоскоростных каналов связи до 10 Гбит/с (на расстояниях менее 90 м). Еще одним преимуществом многомодовых волокон является то, что большой диаметр упрощает оконцовку и сращивание, что делает конечную установленную систему дешевле.
Многомодовые волокна изготавливаются в трех основных типоразмерах. Следующий раздел обсуждает преимущества и недостатки каждого. В начале каждого из следующих трех разделов показана спецификация волокна, а затем - значение каждой части спецификации.
Сердечники с диаметром 50 микрон
50/125/250 мкм |
50 мкм диаметр сердечника 125 мкм - диаметр оболочки 250 мкм - диаметр кожуха |
50/125/900 мкм |
900 - мкм диаметр кожуха с плотным буфером |
Волокно с этим определенным размером широко используется в Европе.
Затухание
По сравнению с двумя другими обсуждаемыми типоразмерами, в данном волокне сигнал имеет меньшее затухание. С другой стороны, меньший диаметр волокна не позволяет получить столько же энергии для сигнала от светодиода.
Полоса пропускания
В целом данный вид волокна имеет большую полосу пропускания, чем другие два вида, и достигает больших скоростей передачи. Большая полоса пропускания образуется за счет меньшей модовой дисперсии.
Числовая апертура
Из трех типоразмеров у этого волокна наименьшая апертура, обычно около 0,2. Сравнительно маленькие значения размера сердечника и апертуры приводят к тому, что через стык данного волокна передается наименьшее количество энергии от источника света. Для длинных отрезков кабеля это компенсируется меньшим затуханием.
Сердечники с диаметром 62,5 микрон
62,5/125/250 мкм |
62,5 мкм - диаметр сердечника 125 мкм - диаметр оболочки 250 мкм - диаметр кожуха |
62,5/125/900 мкм |
900 мкм диаметр - кожуха с плотным буфером |
Волокна этого типоразмера преимущественно используются в США и регионах Азии и Австралии.
Затухание
По сравнению с двумя другими типоразмерами волокон, затухание сигнала незначительно 1выше, чем для волокна с диаметром 50 мкм, и значительно ниже, чем для волокна с диаметром 100 мкм.
Полоса пропускания
Полоса пропускания этого волокна лишь ненамного меньше, чем у волокна диаметра 100 мкм. Поэтому оно используется в системах, работающих с теми же скоростями передачи, что системы с волокнами диаметра 50 мкм.
Числовая апертура
У этого волокна сравнительно высокая апертура, приближающаяся к апертуре волокна диаметра 100 мкм, обычно около 0,275. Большая апертура этого волокна позволяет принимать примерно на 5 дБ большую мощность по сравнению с волокном диаметра 50 мкм при подключении к одному и тому же источнику. Это обычно компенсирует меньшие параметры затухания волокна в 50 мкм на дистанциях в несколько километров и позволяет использовать на таких же расстояниях передачи.
Сердечники с диаметром 100 микрон
100/140/250 мкм |
100 мкм - диаметр сердечника 140 мкм - диаметр оболочки 250 мкм - диаметр кожуха |
В современных коммерческих и промышленных коммуникационных приложениях этот типоразмер используется редко. Это волокно было одним из первых, представленных на рынке и имело большой диаметр сердечника из-за ограничений технологии производства.
Затухание
Параметры затухания этого волокна вдвое превышают соответствующие параметры волокон диаметра 50 и 62,5 мкм. Это не подходит для большинства коммуникационных приложений.
Полоса пропускания
Из трех типоразмеров здесь наименьшая полоса пропускания, составляющая примерно от 20 до 30% полосы пропускания первых двух волокон. Поэтому поддерживаются лишь низкие скорости передачи.
Числовая апертура
По сравнению с другими многомодовыми волокнами, у этого волокна наибольшая, апертура, обычно около 0,290. При подключении к одному и тому же источнику светового, излучения это добавляет примерно 9 дБ по сравнению с кабелем в 50 мкм. Из-за большего диаметра его проще сращивать и подключать к передатчикам и приемникам. Апертура этого волокна лишь ненамного больше, чем у волокна диаметра 62,5 мкм, и не компенсирует очень высокое затухание и низкую пропускную способность.
Отметим, что волокно диаметра 50 мкм можно использовать с наконечниками и передающим и принимающим оборудованием для волокон диаметра 62,5 мкм, поскольку у обоих типоразмеров одинаковый диаметр оболочки. При этом будет небольшая потеря из-за несовпадения сердечников волокон.
Многомодовые волокна изготавливают двух видов: • со ступенчатым профилем показателя преломления; • с плавным профилем показателя преломления.