Способы ввода оптического излучения в оптоволокно
Гибкость оптического волокна.
|
Здесь изображено стандартное одномодовое волокно. То самое, 125 мкм кварцевого стекла, использующееся повсеместно. Из-за лакового покрытия оптоволокно способно выдерживать изгибы радиусом в 5 мм (хорошо видно на рисунке). Свет, а значит и сигнал через такой изгиб, увы, уже не проходит.
Ввод оптического излучения в оптоволокно может осуществляться различными способами. Ввод излучения для одномодового оптоволокна осуществляется узким лучом точно вдоль оси сердечника оптоволокна.
Для одномодового кабеля применяются лазерные приемопередатчики, использующие свет исключительно с требуемой длиной волны. Такие приемопередатчики сравнительно дороги. Для передачи в многомодовом кабеле используется обычный (не лазерный) светодиод, что снижает стоимость приемопередатчиков по сравнению с одномодовым кабелем.
- Светоизлучающий диод — это устройство, излучающее свет в том случае, если приложить к нему прямое напряжение. С помощью сгенерированных диодом световых импульсов на расстоянии от 0.5 км до 1 км можно добиться скорости передачи данных от соответственно 12.5 Мбит/с до 25 Мбит/с. По сравнению с лазером этот источник света считается слабым.
- Лазер — устройство, генерирующее очень интенсивный поток цвета чрезвычайно узкого диапазона. В результате увеличивается как скорость передачи данных, так и расстояние.
Рис.2 Лазерный диод и светодиод
Нужно сказать, что чем больше мод, тем уже пропускная способность волоконно-оптического кабеля. Стержень и оболочка MM кабеля, как правило, производятся из пластика либо из текла, а стержень и оболочка SM кабеля – исключительно из стекла. Что же касается источника света, то для SM кабеля
Подведем итоги. В одномодовых кабелях имеется меньшая величина затухания, поэтому они более эффективны на дальних расстояниях (каких именно – см. выше). С другой стороны, многомодовый кабель может передавать большее количество данных. Одномодовый волоконно-оптический использует в качестве источника света лазер, в то время как многомодовый кабель — диод.
Как следствие – его выгодней задействовать на более малых расстояниях, т.е. там, где необходима передача данных с большой скоростью. По цене одномодовый кабель, как правило, обходится дороже по сравнению с многомодовым.
Полевые оптические кабели применяются для прокладки в полевых условиях на поверхности грунта, в самом грунте, через водные преграды, при подвеске на местных предметах, а также в стационарных условиях. Кабель может использоваться многократно, обычно содержит от 1 до 12 оптических волокон.
Требования, предъявляемые к полевому кабелю, очень жестки. При легкости и малом диаметре он должен обладать стойкостью к многочисленным внешним воздействиям, например, таким, как раздавливающие нагрузки до, растяжение с усилием, 100 циклов изгибов на диаметр, равный 10 внешним диаметрам кабеля; перемотки с барабана на барабан, закручивания, а также быть устойчивым к воздействию влаги, грызунов, агрессивных сред, бензина, керосина, дизельного топлива, отрицательным и повышенным температурам в диапазоне от -60 до +700°С. Кроме того, полевой кабель не должен распространять горение.
Одна из наиболее трудно решаемых задач для полевых оптических кабелей - задача одновременной устойчивости к раздавливающим и растягивающим нагрузкам. Проблема защиты оптического волокна от растяжения разрешается, в основном, путем его свободной укладки в трубке. Обязательным требованием для полевых ОК является стойкость к воздействию гидростатического давления и влагостойкость. Влагостойкость подразумевает, что при прокладке в воде в течение всего срока службы воздействие влаги не приведет к значительному ухудшению передаточных характеристик ОК. Проникновение влаги в неповрежденный кабель происходит за счет диффузии через элементы конструкции .