Типы оптических волокон

ЛЕКЦИЯ 5. ТИПЫ И КОНСТРУКЦИИ ОПТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН

Оптические волокна производятся разными способами, обеспечивают передачу оптического излучения на разных длинах волн, имеют различные характеристики и выполняют разные задачи. Все оптические волокна делятся на две основные группы: многомодовые MMF (multi mode fiber) и одномодовые SMF (single mode fiber).

Многомодовые волокна подразделяются на ступенчатые (step index multi mode fiber) и градиентные (graded index multi mode fiber).

Одномодовые волокна подразделяются на ступенчатые одномодовые волокна (step index single mode fiber) или стандартные волокна SF (standard fiber), на волокна со смещенной с дисперсией DSF (dispersion-shifted single mode fiber), и на волокна с ненулевой смещенной дисперсией NZDSF (non-zero dispersion-shifted single mode fiber).

Типы и размеры волокон приведены на рисунке 5.1. Каждое волокно состоит из сердцевины и оболочки с разными показателями преломления. Сердцевина, по которой происходит распространение светового сигнала, изготавливается из оптически более плотного материала. При обозначении волокна указываются через дробь значения диаметров сердцевины и оболочки. Волокна отличаются диаметром сердцевины и оболочки, а также профилем показателя преломления сердцевины. У многомодового градиентного волокна и одномодового волокна со смещенной дисперсией показатель преломления сердцевины зависит от радиуса.

Такой более сложный профиль делается для улучшения технических характеристик или для достижения специальных характеристик волокна.

Если сравнивать многомодовые волокна между собой (рисунок а, б), то градиентное волокно имеет лучшие технические характеристики, чем ступенчатое, по дисперсии. Это связано с тем, что межмодовая дисперсия в градиентном многомодовом волокне (основной источник дисперсии) значительно меньше, чем в ступенчатом многомодовом волокне, что приводит к большей пропускной способности у градиентного волокна.

Одномодовое волокно имеет значительно меньший диаметр сердцевины по сравнению с многомодовым и, как следствие, из-за отсутствия межмодовой дисперсии, более высокую пропускную способность. Однако оно требует использования более дорогих лазерных передатчиков.

В ВОЛС наиболее широко используются следующие стандарты волокон (таблица 5.1):

− многомодовое градиентное волокно 50/125 (рисунок 5.1,а);

− многомодовое градиентное волокно 62,5/125 (рисунок 5.1,б);

− одномодовое ступенчатое волокно SF (волокно с несмещенной дисперсией или стандартное волокно) 8-10/125 (рисунок 5.1,в);

− одномодовое волокно со смещенной дисперсией DSF 8-10/125 (рисунок 5.1,г);

− одномодовое волокно с ненулевой смещенной дисперсией NZDSF (по профилю показателя преломления это волокно схоже с предыдущим типом волокна).

Рисунок 5.1 – Типы оптических волокон

Таблица 5.1 - Стандарты оптических волокон и области их применения

Многомодовое волокно	Одномодовое волокно
MMF 50/125 Градиентное волокно	MMF 2,5/125 градиентное волокно	SF (NDSF) - ступенчатое волокно	DSF - волокно со смещенной дисперсией	NZDSF - волокно с ненулевой смещенной дисперсией
ЛВC (Ethernet, Fast/Gigabit Ethernet, FDDI, ATM)	ЛВС (Ethernet, Fast/Gigabit Ethernet, FDDI, ATM)	Протяженные сети (Ethernet, Fast/Gigabit Ethernet, FDDI, ATM), магистрали SDH	Сверхпротяженные сети, супермагистрали (SDH,ATM)	Сверхпротяженные сети, супермагистрали SDH,ATM), полностью оптические сети

Большинство устройств волоконной оптики используют область инфракрасного спектра в диапазоне от 800 до 1600 нм в основном в трех окнах прозрачности: 850, 1310 и 1550 нм. Именно окрестности этих трех длин волн образуют локальные минимумы затухания сигнала и обеспечивают большую дальность передачи.

Дата добавления: 2014-01-11