- •Введение
- •Волны и частицы
- •1.2 Отражение и преломление света на границе раздела двух диэлектрических сред
- •1.3 Оптическое волокно
- •1.4 Классификация волокон
- •2 Геометрические и оптические параметры волокна
- •2.1 Распространение сигналов в ступенчатых оптических волокнах
- •2.2 Распространение сигналов в градиентных оптических волокнах
- •2.3 Ослабление сигнала в волоконных световодах
- •2.4 Дисперсия в оптических волокнах
- •2.5 Полоса пропускания оптического волокна
- •3 Оптические соединители
- •3.1 Оптические потери при непосредственном (торцевом) соединении волоконных световодов
- •3.2 Типы и конструкции оптических соединителей
- •3.3 Разъемные оптические соединители
- •4 Одномодовые оптические волокна
- •4.1 Многомодовые ов
- •4.2 Стандартное одномодовое ов с несмещенной нулевой дисперсией
- •4.3 Одномодовые ов со смещенной нулевой дисперсией
- •4.4 Одномодовые ов с минимизированными потерями
- •4.5 Специализированные одномодовые ов с ненулевой смещенной дисперсией
- •Сведения из оптики
- •Источники и приемники света
- •6.1 Источники света
- •6.1.1 Светоизлучающие диоды
- •6.1.2 Полупроводниковый лазер
- •6.1.3 Лазеры с двойной гетероструктурой
- •6.1.4 Лазеры для одномодовых ов
- •6.2 Приемники излучения
- •6.2.2. Лавинные фотодиоды
- •6.2.3 Шумы фотодиодов
- •7 Модуляция оптических колебаний
- •7.1 Виды оптической модуляции
- •7.2 Прямая модуляция оптического излучения
- •7.2.1 Нелинейные искажения при прямой модуляции сид
- •7.2.2 Частотная характеристика прямого модулятора с сид
- •7.2.3 Особенности прямой модуляции полупроводникового лазера
- •7.2.4 Шумы модуляции лазера
- •7.3 Внешняя модуляция оптического излучения
- •7.3.1 Электрооптическая модуляция
- •7.3.2 Модулятор Маха – Цендера
- •7.3.3 Акустооптическая модуляция
- •8 Фотоприемные устройства оптических систем передачи
- •8.1 Фотоприемные устройства с прямым детектированием
- •8.2 Фотоприемные устройства детектирования с преобразованием
- •8.3 Усилители фотоприемных устройств. Электрическая и оптическая полосы пропускания
- •8.3.1 Фотоприемник с интегрирующим усилителем
- •8.3.2 Фотоприемник с трансимпедансным усилителем
- •8.3.3 Отношение сигнал/помеха на выходе фпу
- •9 Оптические усилители
- •9.1 Разновидности усилителей edfa
- •9.2 Усилители на кремниевой основе
- •9.3 Усилители на фтор-цирконатной основе
- •10 Пассивные оптические компоненты для систем передачи
- •10.1 Линзы
- •10.2 Оптические аттенюаторы
- •10.3 Линия задержки
- •10.4 Оптические разветвители (ответвители)
- •10.5 Оптические изоляторы
- •10.6 Волоконно-оптические циркуляторы
- •10.7 Оптические мультиплексоры/демультиплексоры
- •10.8 Компенсация хроматической дисперсии
- •11 Спектральное уплотнение каналов
- •11.1 Виды wdm систем
- •11.2 Стабилизаторы длинны волны
- •11.3 Мультиплексоры и демультиплексоры
- •11.4 Тонкопленочные фильтры
- •11.5 Волоконные брэгговские решетки
- •12 Методы защиты информации от несанкционированного доступа
- •12.1 Физические принципы формирования каналов утечки информации в волоконно-оптических линиях связи
- •12.1.1 Нарушение полного внутреннего отражения
- •12.1.2 Нарушение отношения показателей преломления
- •12.1.3 Регистрация рассеянного излучения
- •12.1.4 Параметрические методы регистрации проходящего излучения
- •12.2 Методы защиты информации, передаваемой по волс
- •12.2.1 Физические методы защиты
- •12.2.2 Криптографические методы защиты
- •Хотя фотоны ведут себя при детектировании как частицы, они распространяются как волны. Вероятность того, что фотон, посланный отправителем, будет детектирован получателем равна
4.1 Многомодовые ов
Многомодовые ОВ могут быть со ступенчатым или с градиентными профилями показателя преломления (ППП).
Оптимальным ППП в ОВ считается параболический, ослабляющий межмодовую дисперсию. Многомодовые ОВ имеют стандартные значения диаметра сердцевины – 50 и 62,5мкм. Их характеристики регламентируются Рекомендацией G.651. Область их применения ограничивается в основном низовыми участками транспортной сети, локальными и внутриобъектовыми сетями.
4.2 Стандартное одномодовое ов с несмещенной нулевой дисперсией
Стандартное одномодовое оптическое волокно с несмещенной нулевой дисперсией, соответствующее Рекомендации МСЭ-Т G.652, оптимизировано по дисперсии в диапазоне длин волн 1310 нм, с минимальным значением хроматической дисперсии вблизи длины волны 1310 нм. ОВ можно использовать в диапазоне волн 1550 нм. ОВ этого типа наиболее распространено и используется с 1983г. Такое волокно обладает высокими потребительскими свойствами и выпускается в двух вариантах конструкций:
- одномодовое ОВ с согласованной светоотражающей оболочкой – Matched Cladding Single-mode Fiber (МС). МС имеет одноступенчатый профиль показателя преломления. Сердцевина ОВ – кварцевая, легированная германием, светоотражающая оболочка в МС – одинарная, из чистого кварца;
- одномодовое ОВ
с депрессированной светоотражающей
оболочкой – Depressed
Cladding
Single-mode
Fiber
(DС).
DC
имеет двухступенчатый профиль показателя
преломления с провалом на 0,09
на расстоянии от 4 до 22 мкм
от центра ОВ. Сердцевина ОВ – кварцевая,
легированная германием, светоотражающая
оболочка в DC
– двойная: синтетическая внутренняя –
с добавкой фтора для уменьшения ее
показателя преломления по сравнению с
наружной – кварцевой.
ОВ обоих типов
классифицируется как ОВ с несмещенной
нулевой дисперсией. Защитное покрытие
ОВ
- двойное из акрилата ультрафиолетовой
вулканизации: внутреннее (первичное) –
низкомодульное, наружное (вторичное) –
высокомодульное.
Рекомендация G.652 регламентирует ОВ трех подклассов – базовый А и подклассы В и С.
Оптическим волокнам базового подкласса должны быть свойственны следующие значения параметров:
Диаметр модового
поля на длине волны 1310нм,
мкм..............(8,6-9,5)
0,7
Максимальная длина волны отсечки кабеля, нм…………………………1260
Длина волны нулевой
дисперсии
и
, нм…..…………1300;
1324
Максимальный
наклон дисперсионной кривой
………………………………………….....................................................0,093
Максимальный коэффициент затухания кабеля, дБ/км:
на длине волны 1310 нм……………………………………….……………..0,5
на длине волны 1550 нм……………………………………….……………..0,4
Параметры ОВ базового подкласса регламентированы исходя из их использования для систем передачи СЦИ, обеспечивающей агрегатные (линейные) скорости 2,5 Гбит/с для передачи сигналов 16-го уровня СЦИ (СТМ – 16).
Оптические волокна подклассов В и С рассчитаны на использование в СП для передачи сигналов до 64-го уровня СЦИ (СТМ-64). Диапазон рабочих длин волн может охватывать область волн 1360-1530 нм (подкласс С) и 1565-1625 нм (подклассы В и С).
Однако ничего не
остается бесследным; так, расширение
области использования стандартных ОВ
приводит к необходимости применять ОВ
с наилучшими техническими параметрами.
Рекомендация G.652
исходит из того, что стандартные ОВ
этого класса должны характеризоваться
максимальным коэффициентом затухания,
равным 0,35 дБ/км
на длине волны 1550 нм
и 0,4 дБ/км
на длинах волн 1310 и 1625 нм.
Для ограничения влияния нелинейных и
поляризационных эффектов на качество
ВОЛС введен коэффициент поляризационной
модовой дисперсии (ПМД), величина которого
не должна быть более
.
Следует отметить, что стандартные ОВ достаточно дешевы, и их потенциальные возможности еще далеко не исчерпаны.
