Затухание сигнала, окна прозрачности

Кроме сложностей, связанных с уменьшением дисперсии волны, существует и проблема сохранения мощности передаваемого сигнала. Хотя световую волну сохранить легче, чем электрический ток, она испытывает эффект поглощения и рассеивания. Первый связан с преобразованием одного вида энергии в другой. Так волна определенной длины порождает в некоторых химических элементах изменение орбит электронов, в других происходит резонанс. Это в свою очередь и порождает преобразование энергии. Известно, что поглощение волны тем меньше, чем меньше ее длина. В связи с этим применять чрезмерно длинные волны невозможно, так как резко возрастают потери при нагреве световодов. Однако с другой стороны безгранично снижать длины волн тоже нецелесообразно, так как в этом случае возрастают потери на рассеивании сигнала. Именно баланс рассеивания и поглощения волны определяет диапазон применяемых волн в оптоволоконных технологиях.

Теоретически лучшие показатели достигаются на пересечении кривых поглощения и рассеивания. На практике зависимость затухания несколько сложнее и связана с химическим составом среды, в которой распространяется волна. В световодах основными химическими элементами являются кремний и кислород, каждый из которых проявляет активность на определенной частоте волны, с чем связано ухудшение теоретической прозрачности материала световода в двух окрестностях. В итоге образуются три окна в диапазоне длин волн. В рамках этих окон затухание волны имеет наименьшее значение. Сам параметр оптических потерь измеряется в децибелах на километр.

Используемые длины волн

Именно "окна прозрачности" определили длины волн, которые используются в современных оптоволоконных технологиях. Чаще всего это три длины - 850 нм, 1300 нм и 1500 нм. Наиболее качественной и высокоскоростной связью обладают каналы на основе волн длиной 1500 нм. Однако оконечное оборудование, способное работать на данной длине волны значительно дороже и предполагает применение только лазерных источников света. Поэтому зачастую возникает проблема оценки экономической целесообразности применения подобных сетей.

Рабочая длина волны 850 нм наиболее характерна для многомодовых волокон, тогда как одномодовые волокна применяются для волн длиной на 1500 нм.

Контрольные вопросы:

1. Какие типы ОВ Вы знаете?

2. Чем отличается одномодовые от многомодовых?

3. Поясните поперечное сечение многомодового (слева) и одномодового (справа) волокон.

4. Начертите профили показателей преломления и моды, распространяющиеся в многомодовых ОВ и поясните.

5. Нарисуйте конструкцию и профили показателей преломления: для одномодового волокна и поясните.

6. Поясните, что такое микроизгибы.

7. Поясните, что такое макроизгибы.

8. Назовите допустимые величины радиус макроизгиба.

9. Назовите виды дисперсии и поясните причины.

10. Какие длины волны используется на практике?

11. Какие потери Вы знаете и причины.

Тестовые вопросы:

1. Сколько основных типов оптического волокна (ОВ)?

А) 4; В) 5; С) 3; Д) 1.

2. Типы многомодовых волокон

А) ступенчатый и градиентный; В) ступенчатый, импульсный и градиентный;

С) ступенчатый, импульсный и аналоговый; Д) импульсный и градиентный.

3. Диаметр одномодового волокна

А) 0,86 мкм; В) 8,6-9,5 мкм; С) 50-55 мкм; Д) 50 мкм.

4. Диаметр многомодового волокна

А) 0,86 мкм; В) 8,6-9,5 мкм; С) 50-55 мкм; Д) 50 мкм.

5. Диаметр оболочки

А) 125 мкм; В) 8,6-9,5 мкм; С) 50-55 мкм; Д) 50 мкм.

6. Какая норма изгиба ВОК?

А) 10 см; В) 5 20-25 см; С) 10 и 30 см; Д) 10 и 30 мкм.

СРС:Волновой анализ распространения излучения в ступенчатом волокне

Л2 стр. 94-107

СРСП:Изучить кабелей типа ОПС и ОМЗКГ Л3 131-134

Глоссарий

Используемая литература

• ⇐ Назад
• 6
• 7
• 8
• 9
• 10
• 11
• 12
• 13
• 14
• 15
• 16
• 17
• 18
• 192021
• Далее ⇒