Волокно – оптические кабели: устройство, принцип работы, классификация по распределению показателя преломления и по материалу кабеля, особенности одномодовых и многомодовых

В волоконно-оптических кабелях (ВОК) по физической среды используют прозрачное стекловолокно. Строение ВОК показано на рис 3.8. В центре расположено стекловолокно, изготовленное из прозрачного материала. Это волокно имеет оболочку с меньшим коэффициентом преломления, благодаря чему луч света отражается от него, распространяясь вдоль кабеля.

Классифицировать волоконно-оптические кабели можно по нескольким параметрам:

а) по распределению показателя преломления (рис. 3.9):

- Одномодовое волокно (SMF);

- Многомодовое волокно с плавным изменением показателя преломления;

- Многомодовое волокно со ступенчатым показателем преломления;

б) по материалу кабеля (в порядке убывания качества):

- Одномодовое кварцевое стекло;

- Градиентное стекло;

- Силикатное стекло с пластиковым покрытием;

- Пластик.

Рисунок 3.8 – Будова волоконно-оптичного кабелю

В одномодовых волокнах сердцевина имеет диаметр 5 - 10 мкм. В таком кабеле диаметр волокна соизмеримый с длиной волны сигнала, поэтому в каждый момент времени может распространяться сигнал только одной моды. Такой кабель обеспечивает наименьшее затухание сигнала, нет в нем интермодальной дисперсии. Для генерирования света в одномодовых ВОК используют полупроводниковые лазеры. Передача информации происходит на дожинах волн 1,300 и 1,550 мкм. Именно в одномодовом кабеле еще ​​в 1990 году удалось передать сигнал со скоростью 1 Гбит / с на расстояние 8000 км без промежуточного усиления. Одномодовые кабели требуют прецизионного оборудования, они дороже многоходовые ВОК, высока стоимость лазеров и фотоприемников.

В многомодовых волокнах диаметр сердцевины бывает 50, 62,5, 100, 140 мкм. В них одновременно происходит передача нескольких мод, может привести к искажению сигнала вследствие интерференции. Оболочку многомодового волоконно-оптического кабеля изготавливают с плавной или ступенчатой ​​изменением коэффициента преломления. Ступенчатые кабели дешевле и проще, но у них больше ослабляется сигнал. В градиентных кабелях значительно меньше ослабление сигнала, что позволяет на порядок увеличить скорость передачи. Оболочка имеет внешнее защитное покрытие, которое иногда включает элементы жесткости, изготовленные из стали, для предоставления кабеля большей механической устойчивости. Для генерирования света в многоходовых ВОК используют светодиоды (LED). Передача информации происходит на волнах 1,3 и 0,85 мкм. Многомодовые кабели не только дешевле, но и проще в эксплуатации за одномодовые ВОК. Однако они имеют больше затухания и меньшее расстояние передачи. ВОК обозначают как совокупность диаметров сердцевины и оболочки (в микрометрах), например, 9/125, 50/125, 62,5 / 125.

Поиск по сайту: