Оптическое волокно физические характеристики

Характеристики оптических волокон. Оптические волокна, используемые при изготовлении кабелей “ОПТЕН” соответствуют рекомендациям ITU - T G.651 -G.653, G.655, G.656, G.657.Рекомендации ITU-T G.652 – стандартное одномодовое оптическое волокно. Разделены на категории A,В,C,D. Выписка взята из редакции 2005 года. Характеристики.Характеристики оптического волокна. Теперь во всех кабелях Инкаб — новейшее волокно Ultra от Corning. — Затухание сигнала минимум на 10% ниже, чем у стандартных волокон* — В 10 раз более устойчиво к изгибу

Структура оптоволоконного кабеля
Структура оптоволоконного кабеля очень проста и похожа на структуру коаксиального электрического кабеля, только вместо центрального медного провода здесь используется тонкое (диаметром порядка 1-10 мкм) стекловолокно, а вместо внутренней изоляции - стеклянная или пластиковая оболочка, не позволяющая свету выходить за пределы стекловолокна. В данном случае мы имеем дело с режимом так называемого полного внутреннего отражения света от границы двух веществ с разными коэффициентами преломления (у стеклянной оболочки коэффициент преломления значительно ниже, чем у центрального волокна). Металлическая оплетка кабеля обычно отсутствует, так как экранирование от внешних электромагнитных помех здесь не требуется, однако иногда ее все-таки применяют для механической защиты от окружающей среды (такой кабель иногда называют броневым, он может объединять под одной оболочкой несколько оптоволоконных кабелей).
Принцип размещения волокон в оптическом кабеле
Волоконная оптика — раздел прикладной науки и машиностроения, описывающий такие волокна. Оптоволокна используются в оптоволоконной связи, которая позволяет передавать цифровую информацию на большие расстояния и с более высокой скоростью передачи данных, чем в электронных средствах связи. В ряде случаев они также используются при создании датчиков.
Выделяют несколько классов оптоволокон по особенностям структуры и принципа действия:
Одномодовые оптоволокна
Многомодовые оптоволокна
Оптоволокна с градиентным показателем преломления
Оптоволокна со ступенчатым профилем распределения показателей преломления.
Из-за физических свойств оптоволокна необходимы специальные методы для их соединения с оборудованием. Оптоволокна являются базой для различных типов кабелей, в зависимости от того, где они будут использоваться.
Содержание
1 История
2 Материалы
3 Основные характеристики. Приемущества и недостатки
4 Классификация
4.1 Многомодовые волокна
4.2 Одномодовые волокна
5 Способы соединения оптических волокон
5.1 Сварка оптических волокон
5.2 Механическое соединение оптических волокон – механический сплайс
5.3 Сравнение использования сварки или механического соединения оптических волокон
5.4 Применение методов
6 Применение
6.1 Волоконно-оптическая связь
6.2 Волоконно-оптический датчик
6.3 Другие применения оптического волокна
7 Литература История
Принцип передачи света внутри оптоволокна был впервые продемонстрирован во времена королевы Виктории (1837—1901 гг.), но развитие современных оптоволокон началось в 1950-х годах, когда появились успехи в получении сверхчистого кварца, чувствительных полупроводниковых фотоприёмников и твёрдотельных полупроводниковых излучателей. Они стали использоваться в средствах связи несколько позже, в 1970-х; с этого момента технический прогресс позволил значительно увеличить диапазон применения волоконной оптики, заметно снизилась стоимость систем оптоволоконной связи и потери сигнала при его передаче. Изобретение лазеров сделало возможным построение волоконно-оптических линий передачи, превосходящих по своим характеристикам традиционные проводные средства связи.

Физические характеристики волоконно-оптических передающих сред.  Например, 50/125/250 - характеристика волокна с диаметром ядра 50 мкм, диаметром демпфера 125 мкм и диаметром оболочки 250 мкм.

Материалы
Стеклянные оптические волокна делаются из кварцевого стекла, но для дальнего инфракрасного диапазона могут использоваться другие материалы, такие как флуоро-цирконат, флуоро-алюминат и халькогенидные стекла. Как и другие стекла, эти имеют показатель преломления около 1,5.
В настоящее время развивается применение пластиковых оптических волокон (Plastic optical fibers).
В качестве источников излучения света в волоконно-оптических кабелях применяются:
светодиоды, или светоизлучающие диоды (Light Emmited Diode, LED);
полупроводниковые лазеры, или лазерные диоды (Laser Diode).
Для одномодовых кабелей применяются только лазерные диоды, так как при таком малом диаметре оптического волокна световой поток, создаваемый светодиодом, невозможно без больших потерь направить в волокно — он имеет чересчур широкую диаграмму направленности излучения, в то время как лазерный диод — узкую. Поэтому более дешевые светодиодные излучатели используются только для многомодовых кабелей.
Основные характеристики. Приемущества и недостатки
Оптоволоконный кабель имеет существенные приемущества над другими:
Малое затухание светового сигнала в волокне. Выпускаемое в настоящее время отечественными и зарубежными производителями промышленное оптическое волокно имеет затухание 0,2-0,35 дБ/км на длине волны 1300 и 1500 нм. При допустимом затухании 20 дБ максимальное расстояние между усилителями или повторителями составляет около 100 км и более.
Низкий уровень шумов в волоконнооптическом кабеле позволяет увеличить полосу пропускания, путем передачи с использованием различной модуляции сигналов без защиты и контролировать правильность принятой информации только в оконечных терминалах. Это упрощает алгоритмы обработки и еще больше увеличивает реальную скорость передачи.
Защищенность от электромагнитных помех. Поскольку волокно изготовлено из диэлектрического материала, оно невосприимчиво к электромагнитным помехам со стороны окружающих медных кабельных систем и электрического оборудования, способного индуцировать электромагнитное излучение (линии электропередачи, электродвигательные установки и т.д.). В многоволоконных кабелях также не возникает проблемы перекрестного затухания.

Структура ВОД физических величин. 4. Лекция2. 5. Оптические волокна для линий связи и датчиков. 5. Основные характеристики оптических волокон. 5.

Малый вес и объем. Волоконно-оптические кабели имеют меньший вес и объем по сравнению с медными кабелями в расчете на одну и ту же пропускную способность. Например, 900-парный телефонный кабель диаметром 7,5 см, может быть заменен одним волокном с диаметром 0,1 см. Если волокно "одеть" во множество защитных оболочек и покрыть стальной ленточной броней, диаметр такого кабеля будет 1,5 см, что в несколько раз меньше рассматриваемого телефонного кабеля.
Высокая безопасность от несанкционированного доступа. Поскольку оптоволоконный кабель практически не излучает в радиодиапазоне, передаваемую по нему информацию трудно подслушать, не нарушая приема/передачи. Более того, несанкционированные отводы в оптической системе реализуются более сложно, и требуют подключения с помощью сложного оборудования. Несанкционированные подключения в оптической сети проще обнаруживаются. Системы, отслеживающие качество распространяемых световых сигналов (как по разным волокнам, так и разной поляризации), имеют очень высокую чувствительность к колебаниям, к небольшим перепадам давления. Поэтому оптические системы со слежением за качеством сигнала особенно необходимы при создании линий связи в правительственных, банковских и некоторых других специальных службах, предъявляющих повышенные требования к защите данных.
Гальваническая развязка элементов сети. Данное преимущество оптического волокна заключается в его изолирующем свойстве. Оптоволоконные кабели не требуют заземления оболочки, защищающего от "блуждающих токов" и высоковольтных наводок по "земле", при которых может возникнуть большая разность потенциалов, что для электромагнитных кабелей может привести к повреждению сетевого оборудования.
Пожаробезопасность. Изза отсутствия искрообразования оптическое волокно повышает безопасность сети на химических, нефтеперерабатывающих предприятиях, при обслуживании технологических процессов повышенного риска.
Уменьшение требований к линейнокабельным сооружениям. Волоконно-оптические кабели освобождают переполненные кабельные трубопроводы. Как уже отмечалось выше, волоконнооптические кабели имеют меньший объем в расчете на одну и ту же пропускную способность, в связи с чем переполнение кабельных трубопроводов становится маловероятным, даже при интенсивном росте широкополосных услуг.
Экономичность волоконнооптического кабеля. Волокно изготовлено из кварца, основу которого составляет двуокись кремния, широко распространенного, а потому недорогого материала, в отличие от меди. В настоящее время стоимость волокна по отношению к медной паре определяется как 2:5. При этом ВОК позволяет передавать сигналы на большие расстояния без ретрансляции. Количество повторителей на протяженных линиях сокращается при использовании ВОК. Современные системы передачи позволяют достигнуть дальности около 400 км только с использованием оптических усилителей на промежуточных узлах при скорости передачи выше 10 Гбит/с.
Длительный срок эксплуатации. Со временем волокно испытывает деградацию. Это означает, что затухание в проложенном кабеле постепенно возрастает. Однако благодаря совершенству современных технологий производства оптических волокон этот процесс значительно замедлен, и срок службы волоконнооптического кабеля составляет примерно 25 лет. За это время может смениться несколько поколений стандартов приемо-передающих систем. Сроки старения оптических кабелей гораздо больше, чем сроки деградации электромагнитных кабельных сооружений.
Однако оптоволоконный кабель имеет и некоторые недостатки.
Самый главный из них - высокая сложность монтажа (при установке разъемов необходима микронная точность, от точности скола стекловолокна и степени его полировки сильно зависит затухание в разъеме). Для установки разъемов применяют сварку или склеивание с помощью специального геля, имеющего такой же коэффициент преломления света, что и стекловолокно. В любом случае для этого нужна высокая квалификация персонала и специальные инструменты. Поэтому чаще всего оптоволоконный кабель продается в виде заранее нарезанных кусков разной длины, на обоих концах которых уже установлены разъемы нужного типа.
Хотя оптоволоконные кабели и допускают разветвление сигналов (для этого выпускаются специальные разветвители на 2-8 каналов), как правило, их используют для передачи данных только в одном направлении, между одним передатчиком и одним приемником. Ведь любое разветвление неизбежно сильно ослабляет световой сигнал, и если разветвлений будет много, то свет может просто не дойти до конца сети.
Оптоволоконный кабель менее прочен, чем электрический, и менее гибкий (типичная величина допустимого радиуса изгиба составляет около 10—20 см). Чувствителен он и к ионизирующим излучениям, из-за которых снижает

5. характеристики оптических волокон. 6. подготовка образцов. 7. категории методов испытаний и измерений.  21. физические дефекты. 22. метод В1. Перемотка оптического волокна под натяжением.

Из-за физических свойств оптоволокна необходимы специальные методы для их  1 История. 2 Материалы. 3 Основные характеристики. Приемущества и недостатки.  5.2 Механическое соединение оптических волокон – механический сплайс.Глава 2. Оптическое волокно. 2.3. Характеристики волокна. 2.3.1 Дисперсия (модовая, молекулярная, волноводная).  Дисперсия, связанная с этим явлением, называется молекулярной дисперсией, поскольку зависит от физических свойств

Физические основы оптических направляющих систем DOC. оптического волокна в заданном диапазоне длин волн.  141 с. В дипломном проекте Р.Алимбетов: ее технические характеристики; выбрал тип оптического волокна и марку кабеля

В таблице (Таблица 2.8) представлены дисперсионные свойства различных оптических волокон.  Физический смысл W – это максимальная частота (частота модуляции) передаваемого сигнала при длине линии 1 км. Если дисперсия линейно1.6. Потери в оптических волокнах. Спектральная характеристика коэффициента затухания оптических волокон.  На рис. 1.17 представлена эволюция спектральной характеристики коэффициента затухания оптических волокон [48].

29 Оптические характеристики градиентных многомодовых п одномодовых (без сохранения поляризации) волокон Характеристика  Введение в физические свойства твёрдых тел Лекция 6. Колебания кристаллической решётки. Фононы.

Спецификация и выбор оптического волокна, применяемого в СКС. А. А. Трусов.  В связи с совершенствованием многомодовых волокон сегодня на рынке оптических кабелей представлено множество продуктов, имеющих разные характеристикиФизические основы распространения излучения по оптическому волокну План 1. Волоконный световод 2. Физические и технические особенности 3. Общие сведения об оптоволокне 4  характеристики, связанные с механической прочностью волокна.

29 Физические основы распространения излучения по оптическому волокну План. 1. Волоконный световод 2. Физические и  к изгибу могут оказаться дисперсионные эффекты или характеристики, связанные с механической прочностью волокна.

Характеристики одномодовых оптических волокон.  , дБ. Для получения малых потерь на стыке торцы волокон должны находиться в тесном физическом контакте друг с другом или зазор между ними должен быть заполнен веществом^ Физические параметры оптических волокон. Принцип работы оптоволоконной линии не сложен.  Вот типовые характеристики современных кабелей для внешней прокладки

Во многом, этим требованиям удовлетворяют волоконно-оптические датчики (ВОД) физических величин, развитие которых в последнее десятилетие носит взрывной характнр.  Основные характеристики оптического волокна

Физические характеристики полимерных оптических волокон.  Оптическое волокно — Пучок оптических волокон Оптическое волокно нить из оптически прозрачного материала (стекло, пластик), используемая для переноса света внутриХарактеристики оптического волокна. Правила транспортировки и хранения кабеля.  Характеристики оптического волокна. Параметры и типы одномодовых оптических волокон.

Официальное русскоязычное название "Характеристики одномодового оптического волокна и кабеля". Рекомендация описывает оптическое волокно часто называемое как стандартное одномодовое.

Одномодовое оптическое волокно — волокно, основной диаметр сердцевины которого, приблизительно в семь - десять раз больше длины волны, проходящего по нему света.Характеристики и типы оптического волокна. G.652 - Стандартное одномодовое волокно. Является наиболее широко используемым одномодовым оптическим волокном в телекоммуникациях.

Оптическое волокно в настоящее время считается самой совершенной физической средой для передачи информации, а также самой  Одномодовые волокна обладают лучшими характеристиками по затуханию и по полосе пропускания, так как в них

Физические основы распространения излучения по оптическому волокну. План.  Основное практическое приложение модовой теории - это расчет дисперсионных характеристик волокон различного типа.Оптическое волокно считается самой совершенной физической средой для передачи информации, а также самой перспективной средой для  Оптические параметры волокон. К оптическим параметрам ОВ отнесем следующие характеристики

Мода представляет собой математическое и физическое понятие, связанное с  Основными факторами, влияющими на характер распространения света по волокну, являются: основные характеристики оптического волокна, затухание и дисперсия.

Оптическое волокно считается самой совершенной физической средой для передачи информации, а также самой перспективной средой для передачи  Заключение. Мы рассмотрели строение и основные характеристики оптических волокон.Заметим, что здесь речь не идет о физическом разрушении оптического волокна.  Механические характеристики волоконно-оптических кабелей специального назначения здесь не рассматриваются.

Категории