Лекция Оптическое волокно и кабели

Диаметр волокна - размеры стекловолокна обычно характеризуются внешним диаметром сердечника, оболочки и покрытия. Например: 50/125/250 указывает, что у оптоволокна диаметр сердечника — 50 микрон, оболочки — 125 микрон и покрытия — 250 микрон. Для сравнения — лист бумаги по толщине приблизительно равен 25 микронам. При подключении или соединении волокон покрытие всегда удаляется.
Типы волокон - волокно различается по типаммаршрутов световых лучей или способам их прохождения по сердечнику волокна. Существует 2 основных типа волокон: многолучевое и однолучевое (в литературе более распространены термины многомодовое и одномодовое волокна). Волокна с сердечником многолучевого типа делятся на шаговые и ступенчатые. Многолучевой шаговый тип волокна получил свое название из-за резкой, подобно скачку, разности в показателях преломления сердечника и оболочки, световых лучей но волокнам разных типов
В более распространенном ступенчатом сердечнике световые лучи также распространяются по волокну многолучевыми трассами, но в отличие от шагового ступенчатый сердечник содержит много слоев стекла, каждый с более низким коэффициентом преломления, в направлении от оси. В результате такой градации световые лучи ускоряются на внешних слоях, с тем чтобы совпасть с лучами, проходящими более короткими траекториями, идущими вблизи от оси. Волокно со ступенчатым сердечником диаметром 50, 62.5 и 100 микрон выпускается серийно. Волокно однолучевого типа позволяет передавать по сердечнику единичные световые лучи. Это фактически устраняет любое искажение из-за наложения световых импульсов друг на друга.

Рис.3.2. Графическое изображение прохождения луча
Сердечник волокна однолучевого типа чрезвычайно мал по размеру, приблизительно 5... 10 микрон. Волокно однолучевого типа обладает более высокой пропускной способностью и мощностью по сравнению с многолучевыми. Например, телекоммуникационный кабель для подводного использования может передавать до 60000 каналов телефонной радиосвязи на паре волокон однолучевого типа.При подборе компонентов для оптоволоконных систем учитываются 2 параметра оптоволокна, влияющие на эффективность трансляции: ширина полосы пропускания и затухание.
В глобальных сетях связи (ГСС) для передачи сигнала используются различные среды: радиоэфир (в радиосистемах, например, PPЛ), медные провода и кабели (в ТфОП и ЛВС), волоконно-оптические кабели (ВОК) (в ТфОП, ЛВС и ГСС). Из них и ГСС и ТфОП в последнее время все большее распространение (по крайней мере на магистральных участках) получают ВОК. Это вызвано определенными преимуществами ВОК, основные из них:
- широкая полоса пропускания, позволяющая передавать цифровые агрегатные потоки емкостью (скоростью) до нескольких десятков Тбит/с;низкий уровень затухания сигнала при распространении, позволяющий передавать сигналы без регенерации на расстояния до 640 км;
- нечувствительность к электромагнитным помехам, позволяющая прокладывать ВОК в местах с высоким уровнем таких помех, в том числе использовать для этой цели ЛЭП и опоры контактной силовой сети железных дорог;
- практическое отсутствие собственных электромагнитных помех, позволяющее снять проблему электромагнитной совместимости ВОК и других типов кабелей;
- возможность использования полностью диэлектрического исполнения ВОК, позволяющая снять проблему грозозащиты, блуждающих токов, коррозии, а следовательно, повысить срок службы ВОК.
Другие преимущества, такие как малые масса и размеры ВОК, его пожаробезопасность, а также значительная сложность перехвата передаваемых сообщений (на фоне снижения цен практически ниже уровня цен на медные кабели) делают их использование еще более привлекательным. Если учесть, что скорость передачи первого уровня иерархии SDII, технологии, заменившей технологию PDH, составляет 155 Мбит/с, а также то, что сети SDH заменяют в настоящее время кроме цифровых сетей PDH еще и тысячи километров аналоговых сетей ТфОП, становится понятным, почему ВОК используется в настоящее время как единственная перспективная среда передачи сигнала на магистральных участках ВОСП. Наряду с этим ВОК все шире используется в сетях кабельного телевидения (КТВ), а также все активнее вытесняет медные кабели с их исконной вотчины - сети доступа и або­нентских линий, внедряя пассивные оптические сети (ПОС) вплоть до дома/офиса.