- •Оглавление
- •1 Общие сведения о волоконно-оптической связи 14
- •2 Физические основы передачи электромагнитной энергии по оптическим волокнам 26
- •3 Основные положения волновой теории передачи света по оптическим волокнам 40
- •4 Затухания в оптических кабелях и методы их измерения 50
- •5 Дисперсия и методы ее измерения 62
- •14 Соединительные муфты для оптических кабелей связи 175
- •Список используеМых сокращений
- •Русскоязычные сокращения
- •Англоязычные сокращения
- •Список используемых обозначений Латинские обозначения
- •Греческие обозначения
- •Введение
- •1 Общие сведения о волоконно-оптической связи
- •1.1 История развития волоконной оптики
- •1.2 Структура волоконно-оптической системы передачи
- •1.3 Производство оптических кабелей в России и за рубежом
- •1.4 Преимущества и недостатки использования оптических волокон в системах связи
- •Контрольные вопросы
- •2 Физические основы передачи электромагнитной энергии по оптическим волокнам
- •2.1 Отражение и преломление света на границе раздела двух диэлектрических сред
- •2.2 Полное внутреннее отражение
- •2.3 Числовая апертура
- •2.4 Частотное и пространственное изменения показателя преломления
- •2.5 Оптические волокна со ступенчатым профилем показателя преломления
- •2.6 Оптические волокна с градиентным профилем показателя преломления
- •2.7 Многоступенчатый профиль показателя преломления
- •Контрольные вопросы
- •3 Основные положения волновой теории передачи света по оптическим волокнам
- •3.1 Основные понятия
- •3.2 Волновой анализ распространения оптических сигналов
- •3.3 Нормированная и критическая частота
- •3.4 Число направляемых мод и длина волны отсечки
- •3.5 Диаметр модового поля
- •Контрольные вопросы
- •4 Затухания в оптических кабелях и методы их измерения
- •4.1 Общая функция и классификация затуханий в оптических кабелях
- •4.2 Собственные затухания
- •4.2.1 Затухания из-за поглощения энергии в материале оптического волокна
- •4.2.2 Затухания из-за Рэлеевского рассеяния света
- •4.3 Дополнительные кабельные затухания
- •4.4 Методы измерения затухания
- •4.4.1 Методы светопропускания
- •4.4.2 Метод обратного рассеяния
- •Контрольные вопросы
- •5 Дисперсия и методы ее измерения
- •5.1 Определение и виды дисперсии
- •5.2 Модовая дисперсия
- •5.3 Хроматическая (частотная) дисперсия
- •5.3.1 Материальная дисперсия
- •5.3.2 Волноводная (внутримодовая) дисперсия
- •5.3.3 Профильная дисперсия
- •5.4 Поляризационная модовая дисперсия
- •5.5 Полоса пропускания оптического волокна
- •5.6 Измерение полосы пропускания и дисперсии оптических волокон
- •Контрольные вопросы
- •6 Расчет длины регенерационного участка восп
- •6.1 Основные расчетные соотношения
- •6.2 Анализ результатов расчета
- •Контрольные вопросы:
- •7 Классификация отических кабелей и принципы их маркировКи
- •7.1 Классификация оптических кобелей
- •7.2 Технические требования к оптическим кабелям связи
- •7.3 Маркировка оптических кабелей
- •7.4 Конструкции волоконно-оптических кабелей
- •Контрольные вопросы
- •8 Разъемные и неразъемные соединения
- •8.1 Назначение, классификация соединений и основные требования к ним
- •8.2 Разъемные соединители
- •8.3 Сварные соединения оптических волокон
- •8.4 Оборудование для сварки оптических волокон
- •Контрольные вопросы
- •9 Устройства ввода излучения в оптическое волокно и вывода из него
- •9.1 Общее положение
- •9.2 Эффективность соединения источников излучения со ступенчатым и градиентным многомодовым волокном
- •9.3 Эффективность соединения лазерного диода с одномодовым волокном
- •9.4 Конструктивные исполнения устройств ввода и вывода оптического сигнала
- •Контрольные вопросы
- •10 Оптические вентили
- •10.1 Назначение и классификация оптических вентилей
- •10.2 Принципы построения оптических вентилей
- •10.3 Технические параметры оптических вентилей
- •Контрольные вопросы
- •11 Оптические аттенюаторы
- •11.1 Определение и назначение оптических аттенюаторов
- •11.2 Фиксированные оптические аттенюаторы
- •11.3 Перестраиваемые оптические аттенюаторы
- •Контрольные вопросы
- •12 Оптические разветвители
- •12.1 Назначение и типы оптических разветвителей
- •12.2 Неселективные оптические разветвители
- •12.3 Конструкции и технологии изготовления неселективных разветвителей
- •12.4 Селективные оптические разветвители
- •Контрольные вопросы
- •13 Оптические кросс-коммутаторы
- •13.1 Назначение и классификация оптических коммутаторов
- •13.2 Механические оптические коммутаторы
- •13.3 Электрооптические коммутаторы
- •13.4 Термооптические коммутаторы
- •13.5 Оптоэлектронные коммутаторы на основе полупроводниковых оптических усилителей
- •13.6 Логика, топология и особенности построения многокаскадных оптических коммутаторов
- •Контрольные вопросы
- •14 Соединительные муфты для оптических кабелей связи
- •14.1 Назначение и классификация соединительных муфт
- •14.2 Конструкции соединительных муфт
- •14.3 Отечественное производство кабельных муфт
- •14.4 Кабельные муфты разных производителей
- •Контрольные вопросы
- •Глоссарий
- •Заключение
- •Приложение 1
- •Приложение 2
- •Приложение 3
- •Приложение 4
- •Приложение 5
- •Список литературы
- •Подписано в печать--------------
- •630102, Г. Новосибирск, ул. Кирова, 86.
Список используемых обозначений Латинские обозначения
А – амплитуда волны;
В – пропускная способность линии, скорость передачи информации;
В() – удельное значение волноводной дисперсии;
–
вектор индукции магнитного поля;
С – постоянный коэффициент для кварца, равный 0,9;
с0 = 3108 м/с – скорость света в вакууме;
–
вектор индукции электрического поля;
Е – напряженность электрического поля электромагнитной волны;
Е0 – модуль Юнга оболочки;
Ес – модуль Юнга сердцевины;
– вектор напряженности электрического
поля;
F – пропускная способность ОВ;
f – частота;
h = 6,6310-34 Джс – постоянная Планка;
Н – напряженность магнитного поля электромагнитной волны;
–
вектор напряженности магнитного поля;
I – мощность падающего на единичную площадку излучения;
к – волновое число электромагнитной волны;
kБ = 1,3810-23 Дж/К – постоянная Больцмана;
kр – коэффициент рассеяния, равный для кварца 0,8 [мкм4дБ];
К(j) – передаточная характеристика ОВ;
L - длина линии;
L - длина участка регенерации по затуханию;
Lмакс - максимальная проектная длина участка регенерации;
Lмин - минимальная проектная длина участка регенерации;
LВ - длина участка регенерации по ширикополосности;
Lс - длина связи мод;
М – системный запас ВОСП;
М() – удельное значение материальной дисперсии;
–
вектор магнитной поляризации;
–
единичный вектор, нормальный к плоскости,
в которой находится плоская волна;
ng – групповой показатель преломления;
n1 – показатель преломления сердцевины;
n2 – показатель преломления оболочки;
Р - мощность оптического сигнала в волокне;
Р0 - мощность, вводимая в волокно;
Р1(j) - спектральная плотность мощности импульса на входе ОВ;
Р2(j) - спектральная плотность мощности импульса на выходе ОВ;
– вектор электрической поляризации;
r – радиус-вектор точки пространства;
– координаты точки наблюдения;
t – время;
tивх – длительность импульса на входе ОВ;
tивых – длительность импульса на выходе ОВ;
tгр – групповое время прохождения пакета электромагнитных волн участка световода;
V – скорость распространения света диэлектрической среде;
υгр – групповая скорость пакета электромагнитных волн;
υф – фазовая скорость электромагнитной волны;
x, y, z – координаты точки в декартовой системе координат.
Греческие обозначения
0 – критический угол падения;
1 – угол падения по отношению к нормали;
2 – угол отражения по отношению к нормали;
ик – затухания в инфракрасной области частот;
к – кабельные (дополнительные) затухания оптического кабеля;
макс – максимальное значение перекрываемого затухания аппаратуры ВОСП;
мин – минимальное значение перекрываемого затухания аппаратуры ВОСП;
нс – затухание неразъемного (сварного) оптического соединения;
общ – общие потери оптического волокна;
ок – километрическое затухание в оптических волокнах кабеля;
п – затухания из-за эффектов поглощения;
пз – постоянная затухания в волокне;
пм – затухания из-за поглощения молекулами;
пп – затухания из-за поглощения примесями;
р – затухания из-за рассеяния;
рс – затухание разъемного оптического соединителя;
с – собственные затухания оптического волокна;
β0 – критический угол преломления;
β – угол преломления по отношению к нормали;
() – ширина спектральной характеристики;
0 = 8,8510-12 Ф/м – диэлектрическая проницаемость вакуума;
, – диэлектрическая и магнитная проницаемости среды;
0 – длина волны света в вакууме;
0 = 410-7 Гн/м – магнитная проницаемость вакуума;
А – апертурный угол;
п – угол падения луча на торец ОВ;
– проводимость среды распространения оптических импульсов;
– дисперсия;
вв – волноводная дисперсия;
мат – материальная дисперсия;
мод – межмодовая дисперсия;
пол – поляризационная дисперсия;
пр – профильная дисперсия;
хром – хроматическая дисперсия;
– круговая частота электромагнитной волны.
