- •1. Общие физические принципы передачи сигналов по волокну
- •Строение волокна
- •Апертура волокна
- •Понятие о дисперсии
- •Распространение света по волокну
- •Понятие о моде.
- •Типы волокна.
- •2. Дисперсия в оптическом волокне
- •Причины и виды дисперсии
- •Поляризационная модовая дисперсия (пмд )
- •3. Затухание в оптическом волокне
- •3.1. Виды и причины затухания
- •3.2. Затухание на изгибах
- •3.3. Ширина полосы пропускания оптического кабеля и определение длины регенерационного и усилительного участка.
- •4. Изготовление оптических волокон. Оптические кабели
- •4.1. Методы изготовления оптических волокон
- •4.2. Щелочное стекло
- •4.5. Основные конструкции оптических кабелей
- •4.6. Кабели, изготавливаемые промышленностью России
- •5. Волновое уравнение
- •6.2.Фазовая самомодуляция и кроссмодуляция (фсм и фкм)
- •6.3.Четырёхволновое смешение.
- •6.4.Вынужденное неупругое рассеяние Мандельштамма-Бриллюэна
- •6.5.Комбинационное рассеяние Рамана
- •7. Оптические усилители
- •8. Мультиплексирование и волновое уплотнение.
- •8.1. Виды мультиплексирования
- •8.2. Увеличение числа каналов в существующей линии
- •8.3. Увеличение пропускной способности систем cwdm и наложение dwdm на cwdm
- •9. Современные типы волокон на основе двуокиси кремния
- •9.1. Развитие типов волокон
- •9.2. Существующие типы оптических волокон на основе кремния
- •10. Фотонно-кристаллические волокна
- •10.1. Фотонные кристаллы
- •10.2. Дырчатые волокна
- •10.3. Брэгговские волокна
- •10.4. Волокно с вспомогательными отверстиями
- •10.5. Затухание изгиба фкв
- •10.6. Отрицательный к-т преломления
- •11. Строительство оптических линий связи
- •11.1. Методы прокладки оптических кабелей
- •Прокладка в земле с помощью кабелеукладчика
- •Подвеска оптических кабелей на линиях электропередачи
- •11.4. Метод задувки.
- •11.5. Прокладка через реки
- •11.6. Техническая эксплуатация
- •12. Измерения
- •12.1. Измерение затухания
- •12.2. Измерение дисперсии
- •13. Компенсация дисперсии
- •13.1. Необходимость компенсации дисперсии
- •13.2. Компенсация с помощью включения волокна с отрицательной дисперсией
- •13.3. Компенсация с помощью дискретных рамановских усилителей
- •13.4. Компенсация с помощью фотонно-кристаллических волокон
- •13.5. Компенсация дисперсии на модах высшего порядка
- •13.6. Метод инверсии спектральной фазовой характеристики передаваемого сигнала
- •13.7. Перестраиваемая компенсация хроматической дисперсии.
- •13.8. Адаптивная компенсация хроматической дисперсии
- •13.9. Электронные методы компенсации
- •14. Понятие о солитонах
- •14.1. Краткий исторический обзор
- •14.2. Самофокусировка луча
- •14.3. Принципы формирования солитонов
- •Пассивные компоненты волс
- •Разветвители
- •Соединители
- •15.3. Разъёмные соединители
- •Аттенюаторы
- •Изоляторы и оптические циркуляторы
- •Внешние электромагнитные воздействия на оптический кабель
- •16.1. Основные источники внешних влияний
- •16.2. Грозовые разряды
- •16.2.1. Основные сведения о грозовых разарядах
- •16.2.2. Воздействие молнии на оптический кабель связи с металлическими элементами в конструкции.
- •16.2.3. Воздействие молнии на полностью диэлектрический оптический кабель без металлических элементов в конструкции
- •16.2.4. Поворот плоскости поляризации света в волокне под действием продольного магнитного поля молнии
- •16.3. Защита кабелей от ударов молнии
- •Воздействие ионизирующих излучений
- •Надёжность оптических линий
- •Заключение. Перспективы развития.
4.5. Основные конструкции оптических кабелей
Существует три основные конструкции оптических кабелей: повивная, с фигурным сердечником и ленточная (рис. 4.5). Конструкции “а” и “б” характерны для Европы и России,
Рис.4.5. Конструкции оптических кабелей.
1 - оптическая жила в пластмассовой трубке, 2 - силовой (упрочняющий элемент),
3 - внутренняя оболочка, 4 – полиэтиленовая оболочка, 5 – профилированный
сердечник из кевлара, 6 – лента с волокнами
конструкция “в” – для США. В повивной конструкции силовой элемент из кевлара или стали иногда расположен в центре кабеля, а повивы располагаться слоями или состоять из пучков (групп) жил.
4.6. Кабели, изготавливаемые промышленностью России
В соответствии с ранее принятым делением линий на магистральные (между субъектами Федерации), зоновые (между областными и районными центрами длиной не больше 600 км) и местные линии выпускаемые промышленностью кабели также делятся на магистральные, зоновые и местные. Кроме того, за период с 1980 года выпускались кабели двух поколений, хотя по конструкции эти кабели существенно не отличаются друг от друга. В последнее время традиционное трёхуровневое деление на транспортные, зоновые и местные линии всё больше заменяется на двухуровневое: транспортные линии и сети доступа.
Городские кабели 1-го поколения, выпускавшиеся до 1988 г, являлись многомодовыми кабелями повивной конструкции с диаметром сердцевины 50 мкм. Волокна расположены в полиэтиленовых трубках, навитых на сердечник из упрочняющего материала (стали или кевлара). Обозначение включает основные параметры кабеля, например,
ОК-50-2-5-4.
В этом обозначении 50 означает диаметр сердцевины, 2- номер разработки (обычно это характеризует материал упрочняющего элемента), 5 – затухание сердечника в дБ/км, 4 - количество оптических волокон. Кабель предназначен для работы в первом окне прозрачности при λ = 0.85 мкм.
2-е поколение городских кабелей имеет обозначение типа
ОКК-50-01-0.7-8 или ОКК-10 -01- 0.7-8
Это обозначение применяется к кабелю с градиентным волокном, диаметр сердцевины которого равен 50, или к одномодовому кабелю с диаметром сердечника10 мкм, 01 – номер разработки, 0.7 – затухание в дБ/км, 8 – количество волокон в кабеле. Число волокон может быть 4, 8, 16, 32 и т.д. Городские кабели типа ОКК имеют несколько модификаций, связанных с конструкциями внешних покровов кабеля, например,
ОККО – имеет броню в виде оплётки,
ОККБ – с бронёй из стальных лент,
ОККС – с покрытием из пластиковых стержней,
ОККАК – с алюминиевой оболочкой и бронёй из стальных проволок,
ОКС – станционные кабели и т.д.
Оптические кабели зоновой связи первого поколения типа ОЗКГ имеют профилированный сердечник с прорезанными по геликоиде пазами, в которых расположены оптические волокна, а в наружной оболочке размещены также медные жилы для организации дистанционного питания. Типичное обозначение
ОЗКГ-1-0.7-4/4.
Это оптический кабель зоновой связи с градиентным профилем показателя преломления, 1-й разработки с затуханием 0.7 дБ/км, с 4-мя оптическими волокнами и 4-мя медными жилами.
2-е поколение зоновых кабелей имеет обозначение ОКЗ и также имеет ряд модификаций с различными внешними покровами: ОКЗС, ОКЗО, ОКЗБ, ОКЗК, ОКЗАК. Кабели рассчитаны на работу во втором окне прозрачности при λ = 1.3 мкм.
Магистральные кабели первого поколения типа ОМЗКГ имеют схожее обозначение:
ОМЗКГ-10-1-0.5-8,
где первая цифра 10 показывает диаметр сердцевины в мкм, и, значит, это кабель одномодовый; вторая цифра (в данном случае 1) определяет номер разработки; третья цифра говорит о затухании в дБ /км, и последняя означат число оптических волокон, которое может быть равно и 16 и 32. затухание магистральных кабелей может быть от 0.2 до 0.7 дБ/км. Второе поколение магистральных кабелей имеет обозначение ОКЛ, например:
ОКЛБ – 03- 0.3/3.5 -16.
Первые цифры 03 означают номер разработки; вторые 0.3 – затухание в дБ/км; 3.5 – хроматическая дисперсия в пс · км; 16 – число оптических волокон. ОКЛБ означает оптический кабель линейный, бронированный стальными лентами. Возможны также кабели ОКЛС, ОКЛК, ОКЛАК.
В России в настоящее время имеется много заводов, выпускающих в кооперации с рядом зарубежных фирм большую номенклатуру кабелей. Отечественные кабели значительно дешевле, а по качеству не хуже, а иногда и превосходят зарубежные. Наиболее известными заводами являются Самарская оптическая кабельная компания, завод “Москабель-Фуджикура” и другие. Собственные заводские обозначения кабелей иногда отличаются от указанных здесь, но они также легко расшифровываются. Заводами выпускаются также кабели, встроенные в грозозащитные тросы линий электропередачи, кабели для навивки на фазные провода, самонесущие кабели с тросиком для подвески на воздушных опорах (рис.4.6), станционные кабели и др.
Рис 4.6. Кабели для подвески на опорах воздушной линии.
1- оптические волокна, 2- упрочняющий стержень, 3- гидрофобное заполнение, 4- экран, 5- полиэтиленовая оболочка, 6 – стальной трос.
