Название: Направление системы электросвязи Часть 1 - учебное пособие (Анатолий Денисов, Константин Алексеев) Жанр: Технические Просмотров: 6678 |
2.4. оптические волокна
Структура, технология изготовления и типы оптических волокон. Оптическое волокно (ОВ) представляет собой коаксиальную структуру и состоит из сердцевины, оболочки и защитного покрытия. Сердцевина и оболочка ОВ изготавливаются из прозрачных материалов с показателями преломления n1 и n2 соответственно, где n1 > n2. Из представлений геометрической оптики известно, что луч света, падающий под углом φ на границу раздела двух сред с различными показателями преломления n1 и n2, испытывает явления преломления и отражения (рис. 10). Луч 1, падающий на границу раздела «сердцевина–оболочка» под углом φ1, преломляется на границе раздела и покидает сердцевину (уходит в оболочку) под углом φ2. В соответствии с законом Снеллиуса sin φ1/sin φ2= n2/n1 при n1 > n2 и угле φ2 > φ1. При увеличении угла падения φ1 возможна ситуация, когда угол преломления φ2 становится равным 90° (луч 2, рис. 10). В этом случае угол падения φ1 носит название критического угла φкр и sin φкр= n2/n1. Если угол падения луча превышает критический угол φ3 > φкр, то луч полностью отразится от границы раздела, т.е. будет наблюдаться эффект полного внутреннего отражения (луч 3).
Рис. 10
Этот эффект возникает в оптическом волокне при определенных условиях
ввода излучения в сердцевину волокна, где границей раздела двух сред
«воздух–сердцевина» является плоский полированный торец волокна. В этом случае
угол падения луча 2, который преломляется на границе раздела
«воздух–сердцевина» и падает на границу раздела «сердцевина–оболочка» под
критическим углом φкр, может быть определен как максимальный угол
падения
Таким образом, луч света, введенный в сердцевину волокна под
углом, меньшим максимального
Материалы для изготовления оптических волокон. Оптическое волокно должно изготовляться, по крайней мере, из двух материалов, различающихся показателем преломления. В мировой практике нашли применение следующие виды ОВ, отличающиеся материалами, из которых они изготовлены. Полимерные оптические волокна (ПОВ). Изготавливаются на основе целого ряда полимерных материалов, из которых наиболее распространены полиметилметакрилат (сердцевина) и вторполимеры (оболочка). Лидером в исследованиях ПОВ является Япония, где этими вопросами занимаются не менее 30 лет, однако только в последние годы появились сообщения о получении образцов длиной 50…100 м с затуханием менее 50 дБ/км в области длин волн 850…1300 нм. в 2001 году было достигнуто затухание ≈15 дБ/км с использованием нового химического процесса и создана экспериментальная локальная система связи и в г. Кейо, Япония. Производители ПОВ декларируют его низкую стоимость и легкость монтажа в будущем, однако остальные характеристики, соответствующие требованиям техники связи, пока не реализо-ваны. Перспективная область применения ПОВ – линии длиной 10… 100 м с большим количеством подключений при отсутствии высоких требований к надежности и емкости сетей, в том числе локальные сети, сети доступа, датчики в автомобилях и военная техника (бортовые линии связи). Кварц-полимерные оптические волокна. Имеют сердцевину из кварцевого стекла и оболочку из полимерных материалов (кремнийорганические компаунды, тефлоны). Коэффициент затухания равен 5… 8 дБ/км на длине волны 850 нм. Преимуществом этих ОВ являются сердцевина большого диаметра (200…1000 мкм), высокая механическая прочность, малая чувствительность к изгибам и повышенная стойкость к ионизирующим излучениям. Область применения – линии длиной несколько сотен метров. Кварцевые оптические волокна. Имеют сердцевину из кварцевого стекла, легированного малыми добавками стеклообразующих компонентов (оксидов германия и фосфора, фтора) для изменения показателя преломления, и оболочку из кварцевого стекла. Благодаря уникальному комплексу свойств, таких как прозрачность в ближней ИК-области спектра, высокая механическая прочность, вязкостные характеристики, обеспечивающие хорошую формуемость стекла, высокая химическая стойкость и стабильность характеристик, кварцевое стекло остается единственной средой передачи современных сетей связи. Именно на основе кварцевого стекла была создана высокопроизводительная, широкомасштабная и экономически выгодная промышленная технология производства оптического волокна с комплексом свойств, полностью отвечающих требованиям техники связи. Оценка предельно достижимой скорости передачи по кварцевому оптическому волокну (10…30 Тбит/с) и сравнение ее с имеющими место в настоящее время скоростями передачи показывают, что полоса пропускания ОВ действующих линий используется менее чем на 1 \%.
|
|
Разделы
Количество литературы
Всего: 763 читаем
Лучшие из лучших
Философия для специалиста - учеб. пособие. (Т.О. Бажутина)
Экономика природопользования - Задачи и упражнения (В.А. Шоба)
Политология - Учеб. пособие.(Денисенко Н.А)
Франчайзинг в сфере малого предпринимательства - учебное пособие (А. Е. Леонов)
Основы финансового функционально-стоимостного анализа - учебное пособие (Щербаков В. А., Приходько)
Направление системы электросвязи Часть 1 - учебное пособие (Анатолий Денисов, Константин Алексеев)
Маркетинг - учебное пособие (О. А. Кислицына, С. И. Потапович, В. К. Стародубцева)
Практикум по конфликтологии - учебное пособие (И.А. Скалабан)
Информатика. Алгоритмический язык Фортран - учебное пособие (Худяков Д.С., Саблина Г.В.)
Основы работоспособности технических систем. Автомобильный транспорт - учебное пособие (Атапин, В.Г)