1.4 Талшықты-оптикалық байланыс желілері тобж (волс)
Оптикалық
талшық толқын арнасы (диэлектрикалық)
түрінде болады, онда канал құраушы әсер
толқын арнасы көлденең қимасында
диэлектриктік өткізгіштіктің секірпелі
немесе үздіксіз өзгеруімен қамтамасыз
етіледі. εr
(немесе
п
=
).
Қолдануда ең тарағаны сынылу коэффициенті п= таралу профилімен айырмашлығы болатын оптикалық талшықтың екі түрі.
сынылудың секірмелі профилі (1.2, а - сурет).
градиенттік сынылу профилі (1.2, ә - сурет).
Көлем бойынша сынылу коэффициентінің бөліктену профилінің күрделі түрдегі талшықтар болуы мүмкін.
Жарық өткiзгiштерде жарық шығыуның таралу процесстерін екi жолдармен суреттеуге болады: геометриялық оптика әдіс (сәулелік әдіс) және электромагниттік (өрістік) әдіс. Егер толқын ұзындығы λ<<α, онда сәулелік әдіс қолданылады, мұнда көз және сәуле геометриялық оптика заңдарына бағынатын нүкте және сызық - траектория түрінде көрсетіледі. Электромагниттік теорияда сәулелерге модылар сай келеді – белгіленген өрістік құрылыммен тербеліс.
Талшықтық жарық өткізгіштерде толқынның үш түрі (1.3-сурет) болады :
1- бағытталатын;
2- шығаратын
3- ағатын
1.3-сурет. Жарық өткізгішіндегі толқынның үш түрі
Толқын арналарында сигналдардың берiлулерi үшiн оптикалық тал жiптiң екi түрлерiн қолданылады:
бiр модалы (1.4, а-сурет)
көп модалысы. (1.4, ә-сурет)
Тал жiптiң өз атауы оларда шығаруды таратуды әдiстерден алды.
1.4-сурет. Оптикалық тал жiптiң түрлерi
Монтаждағы үлкен құн және күрделiлiк неткенмен, темiр жол көлiгi үшiн перспективалы ТОБЖ синхронды цифрлық иерархияны (SDH ) өткiзу қабiлеттерiнiң үлкеюiнде iс жүзiнде шексiз мүмкiндiк ие болатын бiр модалы ТОК-тер болып табылады. Көп модалы ТОК-тер негiзiнде жергiлiктi және объект iшiндегi желiлерде қолданылады шектелген.
Аталған әдiстерден электрлендiрiлген темiр жолдардың түйiсу тораптарының тiректерiнде салпыншақты дәл қазiр өте кең қолданылады. Бұл құрылыс мерзiмдерi жерге кабелдi төсеуiнiң салыстырғанда дәстүрлi әдiстерiмен қысқартуға мүмкiндiк бередi.
Біз жарықтың оптикалық талшықта тарлу заңдылығын сәулелерді, сонмен бірге толқындық жолдарды қолдана отырып оқимыз
Оптикалық щығудың, жоғарыда аталғандай көзі светодиоттар және лазерлер ( көбіне қатты денелер) болып табылады. Светодиодтар когеренттік емес және әлсіз бағытталған көздер болып табылады. Шығудың жолақ ені 20-40 нм. Суперлюминисценттік светодиодтар жоғарғы жарықтықтарға ие (мысалға, арсенида галлиядан (λ=0,8-0,4 мкм диодтар)). λ=1,3 мкм үшін арсенид-фосфорит галлия және индия қолданылады.
Бағытталған шығу көзі ретінде жарты өткізгештік инжекциалық лазерлер кеңінен қолданылады. Лазердiң шығуы жолағының енi 2 нм. Оларды қарқын бойынша модульдеу ыңғайлы.
Светодиодтар аз қашықтықта (10 км) ақпараттарды беру аз жылдамдығымен (200 Мбит/сек) жүйелерде қолданады. Олардық сипаттамалары сызықты, олар температураға көбірек тұрақты, алайда көздер қуаты жағынан әлсіз және олар жарық өткізгіштерімен ауыр келісіледі.
Лазерлер алыс қашықтықтар үшін қолданылады және олар жарық өткізгіштерімен жақсы келісіледі. Опто талшықты модульдерде қабылдау негізгі элементтері оптикалық шығудың қабылдағышы болып табылады. Бұл pin – фотодиодтар және лавиндік фотодиодтар. pin-фотодиод –p-n өту қондырғысы.
Ары қарай талшықтық – оптикалық байланыс желісі (ВОЛС) толығырақ танысамыз. Жарықтың оптикалық талшықпен таралуының жеке - жеке көрсеткіштерінің сатылы және градиентті өзгерулерімен қарастырамыз.