Тема Оптоволокно. Тема Оптоволокно Свет
 Скачать 52.29 Kb.
|
|
Тема Оптоволокно Свет — в физической оптике электромагнитное излучение, воспринимаемое человеческим глазом. В качестве коротковолновой границы спектрального диапазона, занимаемого светом, принят участок с длинами волн в вакууме 380−400 нм (750−790 ТГц), а в качестве длинноволновой границы — участок 760−780 нм (385−395 ТГц)[1]. В широком смысле, используемом вне физической оптики, светом часто называют любое оптическое излучение[2], то есть такое электромагнитное излучение, длины волн которого лежат в диапазоне с приблизительными границами от единиц нанометров до десятых долей миллиметра[3]. В этом случае в понятие «свет» помимо видимого излучения включаются как инфракрасное, так и ультрафиолетовое излучения. Раздел физики, в котором изучается свет, носит название оптика. Также, особенно в теоретической физике, термин свет может иногда выступать просто синонимом термина электромагнитное излучение, независимо от его частоты, особенно когда конкретизация не важна, а хотят, например, использовать более короткое слово. Свет может рассматриваться либо как электромагнитная волна, скорость распространения в вакууме которой постоянна, либо как поток фотонов — частиц, обладающих определённой энергией, импульсом, собственным моментом импульса и нулевой массой (или, как говорили ранее, нулевой массой покоя). Дисперсия света (разложение света; светорассеяние) — это разложение света в спектр, обусловленное зависимостью показателя преломления среды от частоты световой волны Дифракция света – это совокупность физических явлений, обусловленных волновой природой света, наблюдаемых при распространении ограниченных в пространстве пучков света, а также в среде с резко выраженной оптической неоднородностью (например, при прохождении через отверстия в экранах, вблизи границ непрозрачных тел и т.п.). В более узком смысле этого слова под дифракцией понимают: огибание светом различных препятствий; проникновение волны в область геометрической тени; т.е. отклонение. Интерфере́нция све́та (лат. interferens, от inter — между + -ferens — несущий, переносящий) — интерференция электромагнитных волн (в узком смысле - прежде всего, видимого света) — перераспределение интенсивности света в результате наложения (суперпозиции) нескольких световых волн. Это явление обычно характеризуется чередующимися в пространстве максимумами и минимумами интенсивности света. Конкретный вид такого распределения интенсивности света в пространстве или на экране, куда падает свет, называется интерференционной картиной. Опти́ческое волокно́ — нить из оптически прозрачного материала (стекло, пластик), используемая для переноса света внутри себя посредством полного внутреннего отражения. Принцип действия: Оптический волновод это тонкая стеклянная нить, окруженная пластиковым защитным покрытием. Нить оптоволокна состоит из двух частей: внутренняя сердцевина и наружная оболочка. Свет, введенный в стеклянную сердцевину проходит в ней многократно отражаясь от её границы с оболочкой. Пропускная способность зависит от ширины частотного диапазона, на котором способно работать оптическое волокно. Пропускную способность волокна определяет максимальная информационная емкость канала, который может быть передан вдоль волокна по данному расстоянию. Пропускная способность вырается в МГц o км. В многомодовом оптоволокне пропускная способность, главным образом, ограниченна модовой дисперсией; тогда как такое ограничение отсутствует для одномодовых волокон. Классификация волокон: Оптоволокно классифицируется в зависимости от количества мод (направлений луча света в сердечнике) как одномодовое или многомодовое. Тип волокна тесно связан с диаметром сердцевины. Многомодовое оптоволокно, из-за его большого сердечника, передаёт свет используя различные пути (моды), делая его чувствительным к модовой дисперсии. Основное преимущество многомодового волокна это лёгкое соединение с с источниками света и с другим волокнами, что понижает стоимость источников, коннекторов и других соединений. Однако, его относительно высокое затухание и низкий предел пропускной способности приводят к уменьшению расстояния передачи. Преимущество одномодового оптоволокна в более высокой производительности, значительной пропускной способности и низкому затуханию. Уменьшенный диаметр сердечника одномодового волокна ограничивает проходящий свет только одним направлением и полностью устраняет модовую дисперсию. С надлежащими компонентами компенсации дисперсии, одномодовое волокно может передать поток в 10 и 40 Гбит/с или выше на большие расстояния. Системная пропускная способность такого волокна может быть увеличена за счёт использования нескольких частот излучения, вводя различные сигналы на немного разных длинах волн в одно волокно (wavelength division multiplexing — WDM). Малый размер сердечника требует более дорогого источника света и системы стабилизации. Кроме того, подключение и сварка несколько сложнее. Тем не менее, для высокопроизводительных систем или для систем протяжённостью больше чем несколько километров одномодовое волокно это лучшее решение. Типичные размеры сердечника одномодового волокна колеблятся от 8 до 12 мкм и оболочки 125 мкм. Показатель преломления одномода обычно 1.465.  строение одномодового оптоволокна Малый диаметр сердечника одномодового волокна делает невозможным распространение множества мод поэтому в таком волокне распространяется только один луч света. Бывают также обратные отражения. Виды оптических патчкордов: Там, где используется одно волокно – это симплекс (simplex), а где два волокна - дуплекс (duplex). SC (Subscriber Connector) представляет из себя прямоугольный пластиковый коннектор с защелкой. Монтажники называют его Stick and Click, что означает вставь и защелкни. У них наконечник почти полностью покрыт корпусом. Это защищает от попадания пыли. SC могут быть одинарными и двойными (дуплексными). Используются как для одномодового, так и для многомодового кабеля. LC (Lusent Connector) является пластиковым и имеет защелку. Бывают одинарные и двойные (дуплексные). Задействуют в одномодовых и многомодовых кабелях. ST (Straight Tip) более известен по названию Stick and Twist, в переводе вставь и поверни. Снабжен выпуклым наконечником, что фиксируется поворотом металлической оправы по часовой стрелке. Данная конструкция не позволяет сделать дуплексную вилку. По этой причине применяется лишь в симплексных патчкордах. FC ( Fiber Connector). Этот тип коннектора фиксируется при помощи накидной металлической гайки. Так обеспечивается надежный герметичный стык и отличная защита от вибрации. В основном такой коннектор используется в одномодовых системах. Вот так они выглядят:  PC (Physically Contact) – это когда концы оптического кабеля полируют с небольшой кривизной, дабы избежать воздушного зазора, что может быть между торцами коннекторов. Также это способствует тому, что при контакте разъемов сами волокна соединялись лишь в центре – именно в ядре. При такой полировке обратные потери будут равны -30 дБ. UPC и SPS (Ultra Physically Contact и Super Physically Contact). Подразумевает закругленную форму ферулы. Такую полировку производят на специальной машине. Обратные потери для SPC будут в пределах -45 дБ, а для UPC не превысят -50 дБ. APC (Angled Physically Contact) – это абсолютно другой тип полировки. Торец полируют под углом равным 8º. Данный способ полировки уменьшает обратные потери до значения в -60 дБ. К тому же исключается обратный сигнал за пределы световода. Такую полировку применяют в высокоскоростных сетях, а также в сетях кабельного телевидения (+р). Измеряется в Дбм дБм – децибел на милливатт, единица измерения мощности в оптических системах передачи данных. Отличается от децибела тем, что уровень эталонного сигнала всегда равен 1мВт Оптическая мощность измеряется в линейных единицах - милливаттах (мВт), микроваттах (мкВт) и нановаттах (нВт), а также в дБм - абсолютных уровнях мощности (уровнях мощности по отношению к 1 мВт). ДБ - отношение двух мощностей, например потерь (затухания) в оптическом волокне. При измерении мощности в линейных единицах (мВт, мкВт или нВт), дБ рассчитываются по формуле: потери (дБ) = 10 lg (мВт1/мВт2) Если мы измеряем абсолютные уровни, измеренные по отношению к 1 милливатту (мВт), то они выражаются в "дБм", и вычисляются следующим образом: Уровень мощности (дБм) = 10 lg(мВт/1 мВт) Таким образом, 1 мВт = 0 дБм, 1 мкВт = -30 дБм, 1 нВт = -60 дБм, а две равных величины составляют 0 дБ (то есть мощность не изменяется, а, следовательно, потери отсутствуют.) |