Глава 3. Оптические волокна и кабели

3.1. Рекомендации мкктт по характеристикам оптических волокон

Оптический кабель состоит из скрученных по винтовой линии оптических волокон (волоконных световодов), заключенных в общую защитную оболочку. При необходимости кабель может содержать силовые, армирующие элементы. Общий вид оптического кабеля приведен на рис. 3.1.

Рис. 3.1. Оптический кабель:

1 — волокно; 2—профилирующий сердечник; 3 — полиэтиленовая лента;4— армирующие элементы (сталь, стекло, пластик); 5— наружная защитная оболочка.

Основным элементом ОК является оптическое волокно, представляющее собой тонкую двухслойную нить из кварца (SiO₂)с пластмассовым покрытием (рис. 3.2).

Рис. 3.2. Оптическое волокно:

1— сердечник; 2 — оболочка; 3 — покрытие

Постановлением МККТТ регламентированы конструктивные и оптические характеристики световодов. В табл. 3.1 приведена классификация световодов по затуханию и полосе пропускания.

Таблица 3.1

λ,мкм	Категория качества	α, дБ/км	∆F, МГц *км	λ,мкм	Категория качества	α, дБ/км	∆F,МГц*км
0,85	1 2 3 4	4,0 3,5 3,0 -	200 500 800 1000	1,3	1 2 3 4 5	3,0 2,0 1.5 1,0 0,8	200 500 800 1000 1200

Для многомодовых световодов МККТТ рекомендует диаметр сердцевины 50 мкм и оболочки 125 мкм; соотношение диаметров 125/50 = 2,5; числовую апертуру NA= 0,18 .. .0,24; отклонение диаметра световода от номинала ±2,4%, сердцевины ±6%; неконцентричность сердцевины и оболочки 6%.

Для градиентных световодов МККТТ рекомендует профиль показателя преломления, близкий к параболическому.

Для одномодовых световодов обычно принимают диаметр сердцевины 8 .. . 10 мкм, оболочки 125 мкм и отклонение диаметра от номинала ±2,4%.

3.2. Классификация оптических волокон

В соответствии с ГОСТ 267931—85 «Компоненты волоконно-оптических систем передачи. Система условных обозначений» оптические волокна подразделяют по следующим признакам: на группы — по типу распространяющегося излучения; на подгруппы — по типу профиля показателя преломления; на виды — по материалу сердцевины и оболочки.

Существуют следующие группы оптических волокон: многомодовое (М), одномодовое без сохранения поляризации излучения (Е) и одномодовое с сохранением поляризации излучения (П).

Группа многомодовых ОВ подразделяется на две подгруппы: со ступенчатым (С) и градиентным (Г) профилем показателя преломления.

В конструктивном отношении одномодовые и многомодовые ОВ отличаются диаметром сердцевины. У первых диаметр сердцевины соизмерим с длиной волны и по нему передается лишь один тип волны (одна мода), а у вторых диаметр сердцевины существенно больше длины волныи по нему распространяется большое число волн.

Существуют следующие виды ОВ: кварцевая сердцевина и кварцевая оптическая оболочка; кварцевая сердцевина и полимерная оптическая оболочка; сердцевина и оптическая оболочка из многокомпонентного стекла; сердцевина и оптическая оболочка из полимерного материала.

Сердцевина служит для передачи энергии. Основное назначение оболочки — в создании лучших условий отражения на границе сердцевина — оболочка и защиты от излучения энергии в окружающее пространство. Снаружи ОВ имеется покрытие из эпоксиакрилата, кремнийорганического или полимерного соединения. Таким образом, ОВ имеет трехслойную конструкцию: сердцевина, оболочка, покрытие (см. рис. 3.2).