Знайте, Intuit, лекция, оптични кабели
Фиг. 3.3. Дизайнът на оптично влакно
сърцевина, фибри провеждащ светлина елемент е заобиколен от обвивка, която има по-нисък индекс на пречупване. Това води до факта, че повечето от светлинните лъчи се отразяват в сърцевината на ядрото (фиг. 3.3). Ако лъч попада отново вътре в ядрото зависи от ъгъла, под който го пресича граница "ядро-обвивка" (числена апертура 2 максималния ъгъл, при което входът на светлинна емисия влакна се осигурява чрез пълно вътрешно отражение). Ако лъч навлиза в твърде остър ъгъл към повърхността на черупката, той се абсорбира. Абсорбцията може да възникне, когато промяната в плика, например в завои optokabelya или неправилни снаждане влакна. При изграждането на мрежа с помощта на многоядрени кабели. Фиг. 3.4 показва пример за кабел 8 с влакна. В центъра е стоманена тел за укрепване на кабела и външната повърхност е покрита с метална оплетка за защита от гризачи и външни ефекти сила.
Фиг. 3.4. Принципът на настаняване в кабела на оптично влакно
Фиг. 3.5. Схема многомодовото лъч размножаване в кабела
многомодовото влакно
Фиг. 3.5 показва принципа на разпространение на лъчи. По-специално се вижда, че отражението на лъча под определен ъгъл има и друг лъч - "вторичен режим". Такива греди могат да се използват за организиране на втори път обмен на информация. Оптични влакна, което позволи преминаването на лъчите към приемник по много начини, наречена многофункционални. В сравнение многорежимните кабели имат по-голям диаметър (50/62/5 микрона с облицовка 125 микрона диаметър) кабели единични режим (диаметър на сърцевината от 8.5 или 9.5 микрона). По-големият диаметър на сърцевината опростява тяхното производство.
Multimode дисперсия Имайте предвид, че отразения лъч изминава дълъг път. Следователно преминаването на информация забавя до известна степен. Изостаналите греди водят до разширяване на предаваните импулси. Степента на това разширяване е пряко пропорционална на ширината на импулса, и обратно пропорционална на скоростта на предаване. Следователно многомодовото дисперсия ограничава честотната лента на оптичен кабел, характеризиращ се с фактор широколентов (BDF - трафик Разстояние фактор). BDF Типична стойност на кабели многорежимните варира 200-800 MHz / км. Единична режим влакна е по широколентов, тяхната стойност BDF е 50-100 GHz / km [20]. Този ефект се наблюдава в така наречените влакна с индекс на пречупване пристъпи. Това влакно, в който на границата на "Шел -serdtsevina" има скок на индекса на пречупване. БДФ най-добро изпълнение на влакното с непрекъснато изменение на индекса на пречупване максимално до минимум в центъра на краищата. По този начин, лъчите преминават в близост до центъра, ще бъдат разпределени със закъснение в сравнение с лъчи, простираща се по ръбовете му. Ето защо, всички лъчи скорост изравни, а лъчи, пристигащи към приемника със същото закъснение. Влакна с различна индекс на отражение по-горе практика се наричат градиент влакна и са широколентов фактор на два порядъка по-голяма от влакното с индекс на стъпка.
затихване на сигнала в оптично влакно
В отслабване се измерва в db / km и се определя от загуби на абсорбция или разсейване на радиация в оптично влакно. на абсорбция загуби зависят от прозрачност материал, от който е направена влакното. на разсейване загуби зависят от индекс на пречупване нееднородност на материала. затихване на сигнала на дадена марка на кабел за единица дължина на линията зависи от дължината на вълната на сигнала (фиг. 3.6). В съвременната затихване оптични влакна е най-ниската наблюдаваното при две дължини на вълната - 1300 и 1550 пМ. тъй като в тези граници е по-голяма прозрачност на кварц, от който е направена влакното. На тези честоти, както може да се види на фиг. 3.6. отслабване е 0,35 db и 0.2, съответно. амортисьорния параметри за различни марки на оптични кабели са показани в таблица. 3.2 [10].
Фиг. 3.6. Затихване в оптично влакно на дължина на вълната
Забележка: г / D - съотношението на диаметъра на сърцевината на диаметъра на облицовка, NA - цифров амплитуда
Хроматичен дисперсия (хроматичен дисперсия)
Хроматичен дисперсия се случва, когато светлинния сигнал се състои от различни дължини на вълната. Хроматичен дисперсия - един от механизмите за ограничаване на честотната лента на оптични кабели, които развалят импулс разпространение на сигнала, който се състои от различни цветове на пропуснатата светлина (сигнал непоследователност). Различни дължини на вълните се разпространяват с различна скорост. Въпреки че повечето оптични източници имат същия диапазон на светлинния лъч, всяка вълна, пристигащи с различни дължини за различно време, и поради това се оказва, че предава импулс се намазва. Количествено, дисперсията се измерва по отношение на скоростта на разпространение на вълната на различни дължини, принадлежащи към светлина сигнал. Голям дисперсия означава, че вълни се разпространяват с голяма разлика в скоростта. Ниска дисперсия показва, че сигналите на съседен дължина на вълната се разпространяват с приблизително същата скорост. Оптимизиране дисперсия е да се намали разпространението между сигналите на различните дължини на вълните през целия диапазон. Хроматичен дисперсия се състои от материални компоненти и размножаване на вълната възниква в двете един вид и многомодовото влакно. Въпреки това, най-ясно се проявява в един режим влакна, поради липса на прехвърлен дисперсия. Материал компонент отразява зависимостта на индекс на пречупване влакна от дължината на вълната. Изразът за дисперсия характеристика на материала един вид влакно включени, а именно индикатор в зависимост от дължината на вълната.
- - дисперсията, изразена в пикосекунди на нанометър на километър (PS / Nm • км);
- - диференциален рефракционен индекс зависимост от дължината на вълната (или дисперсия коефициент влакна) в PS / km;
- - източник спектър в нанометра (нанометра);
- - дължина на кабела.
Експресията на дисперсията включва един вид влакно индекс на пречупване материал, а именно - в зависимост от разликата на дължината на вълната. Този компонент се определя от скоростта (разлика) увеличаване или намаляване на индекса на пречупване в зависимост от дължината на вълната. С увеличаване на дължината на вълната, тази фигура може да бъде положителен (пречупване увеличава индекса) или отрицателни (индекс на пречупване намалява).
дисперсия вълна се определя времето за разпространение на сигнала, като функция от дължината на вълната. Диференциалът на тази функция е винаги положителен (време на размножаване с увеличаване на дължината на вълната само увеличава).
- - дисперсията, изразена в пикосекунди на нанометър на километър (PS / Nm • км);
- - диференциална зависимост от индекса на пречупване на дължината на вълната;
- - увеличаване на дължината на вълната се дължи на несвързан източник в нанометра;
- - дължина на кабела.
Крайният специфичен хроматичната дисперсия е
Тук, важно е, че при определена дължина на вълната (нм приблизително етапа на един режим влакна) и взаимно компенсация и получената дисперсия е нула. Дължината на вълната, при която това се случи се нарича дължина на вълната нула дисперсия. Обикновено някои определена дължина на вълната, в който може да варира за специално влакно. За борба хроматичната дисперсия може да се препоръча следните методи.
1. При избора на дължината, при която хроматичната дисперсия е минимална като работната дължина на вълната.
2. Изберете източник с тесен спектър.
3. Използвайте за предаване на импулси от тесни еднотактови сигнали.
4. Прилагане на оптичното влакно, която компенсира дисперсията (влакна изместен или дисперсия сплескан). Фиг. 3.6 показва кривите, показващи зависимостта на забавяне за различни типове кабелни [10]. Както може да се види от Фигура 3.7. нула дисперсия дължина на вълната за един режим и многомодовото степен степенни кабели - 1300 пМ за един режим дисперсия, изместена - 1500 нм. В реалните кабели поради производствени допуски, типични стойности на дисперсията от порядъка на 1-3.5 PS / km нм.
Установено е, че има ниска дисперсия на определена форма на вълната (фиг. 3.8). Тези импулси се наричат солитони.