ОПТИЧЕСКИЕ ВОЛОКНА И ОПТИЧЕСКИЕ КАБЕЛИ

ОПТИЧЕСКИЕ ВОЛОКНА И ОПТИЧЕСКИЕ КАБЕЛИ [c.290]

Новизна и преимущество современных оптических систем связи в том, что оптический сигнал обычно распространяется направленно иой системе и обеспечивает высокую информационную емкость как а связи. Однако необходимо подчеркнуть, что эти характеристики пока еще н выше достигнутых в современно электронной цифровой телефонной аппаратуре. Главная побудительная прич.гна замены коаксиального кабеля и микроволн(той радиосвязи соответственно на оптическое волокно и оптическую связь заключается в существенном уменьшении общей стоимости системы связи. [c.11]

Приведены технические данные широкого круга традиционных и новейших электротехнических материалов и некоторых изделий металлов и их сплавов, проводниковых материалов и изделий из них, магнитопроводов, природных и искусственных диэлектрических материалов и изделий из них изоляторов, конденсаторов. Приведены сведения об оптических волокнах и кабелях, о некоторых современных технологиях модификации свойств диэлектриков и устройствах. [c.2]

A) Оптические волокна и волоконно-оптические жгуты, а также волоконно-оптические кабели, отличные от указанных в товарной позиции 8544. [c.85]

Рис. 3.1, представляя характеристики волоконно-оптического кабеля, витой пары и коаксиального кабеля, демонстрирует применимые для использования диапазоны этих сред передачи сигналов. Потери в коаксиальном кабеле и витой паре увеличиваются с частотой, в то время как потери волоконно-оптического кабеля остаются постоянными в широком частотном диапазоне. Потери в области очень высоких частот не связаны с дополнительным затуханием света в волокне. Затухание остается постоянным. Потери скорее связаны с потерей информации, чем с потерей оптической мощности. Информация кодируется в виде вариации оптической мощности. При очень высоких частотах потеря информации связана именно с искажением сигнала, приводящим к потере мощности. [c.30]

Следует помнить о различии между оптическим волокном и волоконно-оптическим кабелем. Оптическое волокно представляет собой элемент, переносящий сигнал, подобный металлическому проводнику в проводе. Как правило, волокно используется в виде кабеля, то есть окружено защитной оболочкой, предохраняющей его от механических повреждений и воздействий окружающей среды. В этой главе в основном будет рассматриваться само волокно. [c.48]

В последние годы наблюдается бурное развитие волоконно-оп-тических линий связи (ВОЛС), важнейшим элементом которых являются волоконно-оптические кабели (ВОК). Узкий световой лазерный луч. модулированный соответствующим образом, может распространяться на большие расстояния и передавать огромный объем информации. Использование его для передачи в атмосфере затруднено из-за больших потерь световой энергии, из-за поглощения и рассеяния, обусловленных загрязнением передающей среды (частички пыли, сажи, газы, капли влаги). По мере развития производства оптически чистых стекол и стеклянных нитей на их основе появилась возможность передавать световую энергию по ВОК, основным элементом которых является ОВ (оптическое волокно). В качестве материала для ОВ используются стекла на основе чистого кварца. Луч света, введенный от лазера в ОВ, распространяется вдоль его оси, если показатель преломления в центре волокна больше, чем у его внешней поверхности. Это достигается, например, путем изготовления двухслойного ОВ, центральная часть которого (сердечник) за счет легирующих добавок имеет показатель преломления, немного больший наружного слоя ОВ (светоотражающая оболочка). [c.265]

Оптические кабели производятся в России рядом производителей с использованием отечественных и зарубежных материалов. При этом оптические волокна, как отмечалось выше, используются большей частью зарубежного производства. Поскольку доныне нет единой маркировки ОК, то их марки и технические данные приводятся по каталогам производителей и по [7]. [c.298]

В целом аналогична, за исключением способа установления связи, схема действия УАБ, управляемых по волоконно-оптическому кабелю. Здесь информационный контакт с комплексом обеспечивается путем технического сопряжения кабеля при подвеске изделий под носитель. Условия изменения взаимного положения объектов после сброса УАБ достигаются за счет одновременной безынерционной смотки волокна с катушек, расположенных на носителе и УАБ. [c.268]

Волокна оптические и жгуты волоконно-оптические кабели волоконно-оптические прочие, [c.84]

К оборудованию первой группы относятся установки по перемоткам ВОК с плавным регулированием скорости перемоток и натяжения кабеля в процессе перемотки и с оптической системой контроля целостности волокна и постоянства затухания ВОК в процессе перемотки установки по изгибам ВОК на заданный угол с заданным радиусом изгиба и с заданным натяжением кабеля при изгибе (такая установка также должна снабжаться оптической системой контроля целостности волокна и постоянства затухания ВОК в процессе испытаний) [c.90]

Оптический кабель меньше по размеру, чем его медный аналог. Кроме того, достаточно часто одно оптическое волокно может заменить несколько медных проводников. На рис. 3.2 сравниваются коаксиальный и волоконно-оптический кабели, используемые в цифровой телефонии. Медный кабель диаметром 4.5 дюйма может передавать 40300 двухсторонних разговоров на короткие расстояния. Волоконно-оптический кабель диаметром 0.5 дюйма, содержаш ий 144 волокна, обеспечивает 24192 разговора на каждую волоконно-оптическую пару или около 1.75 миллионов звонков на весь кабель в целом. Таким образом, емкость волоконно- оптического кабеля существенно превосходит емкость коаксиального, несмотря на то, что его диаметр почти в 10 раз меньше. [c.33]

Отметим, что такого рода классификация ни в коей мере не исключает более детальной классификации и не претендует на исчерпывающее изложение предмета. Волоконно-оптический кабель должен соответствовать конкретным требованиям. При передаче только нескольких тысяч битов в секунду на несколько метров достаточно использовать пластиковый кабель. Пластиковое волокно дешевле, так же как и совместимые с ним компоненты источники, детекторы и соединители. Использование одномодового волокна для таких задач походило бы на использование "Феррари" для поездки в соседний магазин. Выбор волокон с заведомо худшими характеристиками определяется конкретной задачей. Каждое волокно хорошо по-своему. [c.60]

Как отмечалось в предыдущей главе, дисперсия — это расплывание светового импульса по мере его движения по оптическому волокну. Дисперсия ограничивает ширину полосы пропускания и информационную емкость кабеля. Скорость передачи битов должна быть при этом достаточно низкой, чтобы избежать перекрытия различных импульсов. Чем ниже скорость передачи сигналов, тем реже располагаются импульсы в цепочке и тем большая дисперсия допустима. Существует три вида дисперсии [c.63]

Наиболее простой вид буфера, упомянутый в главе 5, представляет собой пластиковую оболочку, расположенную поверх оптической оболочки. Данный буфер является частью волокна и наносится производителями волокна. Дополнительный буфер наносится производителями кабелей. (Большинство производителей и дистрибьюторов кабелей не занимаются непосредственно производством волокон.) [c.80]

Дуплексные кабели содержат два оптических волокна. Дуплекс означает наличие двух каналов передачи. Одно волокно передает сигнал в одном направлении, а другое — в противоположном. (Дуплексный режим работы можно создать с помощью двух симплексных кабелей.) На рис. 7.5 приведено сравнение работы симплексных и дуплексных кабелей. [c.86]

В большинстве кабельных систем используются оптические волокна различных видов и размеров. Например, диаметр буферной волоконной оболочки составляет 250 или 900 микрон. Эта оболочка позволяет использовать волокна типа 8/125, 50/125, 62.5/125, 85/125 или 100/140 микрон. Каждый из этих типов волокон может быть рассчитан на различные затухания и ширину полос пропускания, удовлетворяющие конкретным требованиям. В кабелях с полой трубкой в качестве буферной оболочки в одной трубке может находиться не только одно, но и несколько волокон. Ни один из этих факторов не оказывает существенного влияния на конструкцию кабеля. Любая конструкция может быть легко видоизменена. [c.92]

Книга разделена на три части. Первая часть (главы 1 ) посвящена описанию оптического волокна как перспективной передающей среды. Здесь не только дается сравнительный анализ оптических и медных кабелей, но также показана возрастающая роль телекоммуникаций и вводятся основные понятия бит, байт, аналоговый и цифровой сигналы, а также свет. [c.192]

На рис. 2.4 изображено волокно со скачком показателя преломления. Оптические кабели из таких волокон широко распространены. Если принять наиболее вероятные значения п 1,5 и Л/1 = 0,01, то на основе полученных формул находим основные характеристики волокна числовая апертура (Л Л) = 0,173, угол ввода света в волокно а, == 10, доля вводимой в волокно мощности от диффузного источника света (Л Л) = 0,03 = 3 %. И, наконец, временная дисперсия волокна будет равна [c.38]

Последний этап в процессе вытягивания волокна заключается в нанесении на его поверхность высокопрочного пластикового покрытия методом выдавливания. Такое покрытие защищает волокно от воздействия продольных и поперечных механических нагрузок независимо от того, используется ли волокно само по себе или в составе многожильного оптического кабеля. Пластиковое покрытие может наноситься непосредственно на вытягиваемое волокно, как это показано на рис. 4.6, б, или же этот процесс может составлять часть последующей [c.101]

Здесь может быть уместным следующий комментарий о стоимости оптических кабелей. Стоимость изготовления оптического кабеля намного больше стоимости входящего в его состав волокна за исключением его простейших конструкций, таких как одиночное волокно и возможно той, которая изображена на рис. 4.8, а. Кроме того, оиа почти такая же, что и стоимость изготовления электрического кабеля сравнимой сложности, и составляет, например, около 1. .. 10 долларов за метр. Таким образом, преимущество оптических кабелей по сравнению с электрическими состоит в большей пропускной способности при меньшей стоимости оптических ретрансляторов. При этом дополнительная пропускная способность должна быть реализована без дополнительного усложнения оконечной аппаратуры системы передачи и увеличения ее стоимости. Например, пусть двадцать или тридцать графических терминалов соединены с центральной ЭВМ, находящейся на расстоянии нескольких сот метров. Максимальная скорость передачи информации к каждому терминалу и от него равна 9,6 кбит/с. Задача состоит в выборе между прокладкой к каждому терминалу обычного кабеля, состоящего из пары витых медных проводов, или оптического кабеля из двух волокон с использованием устройств разделения каналов на каждом конце. В настоящее время, исходя из соображений стоимости, следует отдать полное предпочтение традиционному решению с использованием обычного кабеля, и только дополнительные требования, такие как защита от электромагнитных помех, могли бы поставить вопрос о применении оптического волокна. Если же увеличить скорость передачи данных или расстояние, то предпочтительным становится использование оптического волокна. [c.105]

Необходимо указать на малые размеры оптического волокна по сравнению с коаксиальным кабелем и волноводом. Оптический кабель, состоящий всего из одного волокна, имеет диаметр не более 1 мм, а аналогичный кабель диаметром 12,5 мм, как было ранее показано, может содержать свыше 100 оптических волокон. Таким образом, когда расстояние является очень важным фактором, использование оптических волокон может обеспечить передачу гораздо большего количества информации по сравнению с другими средствами. Однако малые размеры оптического кабеля и волокон создают определенные трудности при соединении отрезков кабеля и распределения волокон на его входе и выходе. Там, где удобство замены и измерения характеристик кабеля более важно, чем дальность связи и полоса пропускания, можно рассмотреть возможность использования полимерных волокон или жгутов, стеклянных волокон диаметром 0,5. ... 1 мм. В этом случае возможно также использование одиночных волокон таких же размеров без оболочки, однако они очень неэластичны и весьма чувствительны к изгибам. [c.116]

Многие производители волокна и оптического кабеля не специфицируют дисперсию в многмодовых изделиях. Вместо этого они указывают произведение ширины полосы пропускания на длину, или просто полосу пропускания, вьфаженную в мегагерцах-километрах. Полоса пропускания в 400 МГц-км означает возможность передачи сигнала в полосе 400 МГц на расстояние [c.66]

На практике, однако, минимально допустимый радиус изгиба определяется, исходя из механических свойств волокна, а не потерь на из-1иб. Если волокно изогнуто столь сильно, что поверхностные напряжения превысят 0,2 %, то весьма вероятно, что в процессе эксплуатации в нем возникнут значительные трещины. Чтобы предотвратить это, оптическое волокно помещают в достаточно жесткий кабель. Рассмотрим волокио с радиусом сердцевины а = 30 мкм, диаметром оболочки 2 ) = 125 мкм, которое имеет следующие параметры п 1,5 Ап 0,01 и ЫА 0,17. Пусть это волокно намотано на барабан радиусом Я — Ь) так, что нейтральная ось волокна изогнута по окружности радиуса как это и показано на рис. 3.4. Тогда напряжение сжатия внутренней поверхности волокна и напряжение растяжения его наружной поверхности будут определяться величиной ЬШ. Чтобы эти напряжения не превысили 0,2%, радиус Я должен быть больше >/0,002 = 500 Ь. В данном примере это требование выполняется при > 31 мм. С другой стороны, критический радиус изгиба для рассматриваемого волокна будет равен = а/ 2п-Ап) а/0,03= [c.81]

Во многих отношениях оптическое волокно аналогично полым волноводам с внутреиними поверхностями из хорошо проводящего металла, широко применяемым в технике СВЧ. Электромагнитные поля в этих системах имеют подобную структуру. Распространение света в цилиндрическом прозрачном волокне или прямоугольной диэлектрической пленке носит волноводный характер. Физические принципы действия оптических волноводов и других тонкопленочных структур составляют теоретическую базу новой бурно развивающейся области прикладной физики, получившей название интегральной оптики. Интерес к оптическим способам передачи и обработки информации быстро растет, что обусловлено преимуществами оптической связи в таких системах, где требуется высокая надежность, помехозащищенность, большая скорость передачи информации при малых габаритах и массе. Основные трудности реализации таких систем связаны с потерями световой энергии в диэлектрическом световоде, вызванными поглощением или рассеянием света в волокне, а также нерегулярностями границы раздела между сердцевиной и оболочкой. Эти потери предъявляют очень жесткие требования к технологии изготовления световодов. В результате интенсивной исследовательской работы в 70-х годах была разработана технология получения оптических волокон и световодных кабелей с малыми потерями из кварца и специальных стекол, что открыло путь к практической реализации оптических систем дальней связи. [c.157]

Ширина полосы пропускания связана со скоростью передачи информации. Потери (затухание) определяют расстояние, на которое может передаваться сигнал. По мере того как сигнал перемеш ается по передаюш ей линии, будь это медный кабель или оптическое волокно, его амплитуда уменьшается. Это уменьшение амплитуды называется затуханием. В медном кабеле затухание увеличивается с ростом частоты модуляции. Чем больше частота сигнала, тем больше потери. Напротив, в оптическом кабеле затухание не зависит частоты и остается постоянным в определенном диапазоне частот, вплоть до очень высоких, и как правило, неиспользуемых частот. Таким образом, проблема затухания более характерна для медного кабеля, особенно при увеличении объема передаваемой информации. [c.29]

Для нормальной эксплуатации оптических юлокон и работы с ними необходимы наносимые после их выхода из вытягивающей машины дополнительные защитные слои. В зависимости от предполагаемого использования волокон они могут быть оформлены в виде кабеля, содержащего много волокон, или упакованы индивидуально. В последнем случае достаточно просто протянуть покрытое полимерным слоем волокно из машины для вытяжки прямо в установку для нанесения защитной оболочки методом выдавливания для получения готового продукта — покрытого полимерным слоем и защитной оболочкой волокна общим диаметром около 0,5. . 1 мм. [c.104]

Кабельной продукцией или кабельными изделиями называются любые виды изолированных или неизолированных проводников, предназначенных для передачи электрической энергии, или информации, или используемых в тех или иных преобразователях электрической энергии, или в радиоэлектронных устройствах. К кабельным изделиям относятся неизолированные и изолированные провода, шины и ленты, кабели с металлическими токопроводящими жилами и оптические кабели с жилами, представляющими собой светопроводящие волокна. [c.3]

Оптическими или оптиковолоконными называют кабели, предназначенные для передачи информации по жилам, представляющим собой кварцевые волокна, которые обеспечивают передачу информации в широком спектре частот с маль1ми потерями и высокой помехозащищенностью, что позволяет по сравнению с традиционными кабелями связи с металлическими жилами резко увеличить объем передаваемой информации. [c.206]

Оптические волокна предназначены для применения в оптических кабелях для местной, городской, зоновой и магистральной сетей передачи. Они могут использоваться в кабелях модульного типа, кабелях с центральной трубки, кабелях с профильным сердечником. [c.208]

Следует отметить, что в настоящее время отечественная промышленность выпускает ОК главным образом на основе импортируемых из-за рубежа оптических волокон. Оптические волокна предназначены для применения в оптических кабелях для местной, городской, зоновой и магистральной сетей передачи. Они могут использоваться в кабелях модульного типа, кабелях с центральным модулем, кабелях с профильным сердечником. [c.292]

В рассмотренных выше мош,ных лазерных системах типа ЗГ-УМ с высоким качеством выходного пучка излучения оптическая связь между ЗГ и УМ осуществляется посредством поворотных и коллимирующих зеркал, не вносящих аберраций при работе с двухволновым излучением ЛПМ. Эти системы достаточно чувствительны к механическим воздействиям и воздушно-тепловым потоком. Для тех случаев, когда требования к качеству излучения невысокие, возможным простым средством в преодолении этого недостатка представляется использование (вместо связывающих оптических зеркал) гибкого мо-новолоконного кварцевого световода (световодного кабеля). Световод состоит из центральной светопроводящей жилы (волокна), выполненной из кварца высокого оптического качества, промежуточной (оптической) кварцевой или полимерной оболочки для обеспечения полного внутреннего отражения и защитной (наружной) полимерной или полиэтиленовой оболочки. Обычно в качестве световода применяются кварцевые волокна с диаметром в пределах 100-1000 мкм. [c.162]

Оптические волокна состоят из концентрических слоев стекла или пластмассы с различными показателями преломления. Те, что вытянуты из стекла, имеют очень тонкое покрытие из пластмассы, невидимое невооруженным глазом, которое делает волокна менее подверженными излому. Оптические волокна обычно представляются на катушках и могут иметь несколько километров в длину. Они используются для изготовления волоконно-оптических жгутов и воло-конно-оптических кабелей. [c.85]

Новое предприятие учредили в апреле 1997 г. ЗАО Самарская кабельная компания (бывший Куйбышевский завод кабелей связи), крупнейший производитель медных кабелей связи в СНГ и американская фирма ORNING In , , мировой лидер в производстве оптического волокна, [c.102]

Поскольку оптические волокна не излучают и не воспринимают электромагнитные волны, они являются идеальной средой с точки зрения ЭМН. Некоторые производства использует волоконную оптику именно по этой причине. При этом, как правило, нет необходимости в широкой полосе пропускания и низком затухании оптического волокна. В частности, при включении и вьпслючении моторов возникают ЭМН, которые влияют на работу сигнальных линий управляющего оборудования. Использование оптического волокна вместо медного кабеля позволяет избежать данной проблемы. [c.32]

Оптическое волокно весит значительно меньше медного проводника. Во-локонно-оптический кабель той же информационной емкости, что и медный, весит меньше медного, поскольку последний требует большего количества линий. Например, обычный одножильный волоконно-оптический кабель имеет вес 9 фунтов/1000 футов. Для сравнения, коаксиальный кабель весит в 9 раз больше — 80 фунтов/ЮОО футов. Оптимальный вес крайне важен в самолетостроении и автомобипестроении. [c.33]

Компьютерные помещения, в которых кабели прокладываются в фальшполах. Как правипо, эти кабели являются твердыми, что усложняет процесс прокладки. Добавление новых кабелей также затруднительно. И здесь малый размер и гибкость оптического волокна устраняют эти проблемы. В ряде случаев можно обойтись настолько малым количеством волоконных кабелей, что отпадает потребность в использовании фальшполов. [c.34]

Волокно является диэлектриком и не проводит ток. Его использование безопасно с точки зрения искро- и пожаробезопасности. Более того, волокно не притягивает молнии. Волоконно-оптический кабель может также использоваться в опасных местах, в которых из соображений безопасности вообще не применялись кабели. Например, волокно можно проложить прямо через топливный бак. [c.34]

Естественно, что конструкции оптических кабелей очень разнообразны (рис. 4.8). Оптическое волокно может быть уложено внутри трубки вдоль ее оси или по спирали вокруг центральной прочной жилы. Оно может лежать свободно внутри своей трубки в кабеле или может фиксироваться. В последнем случае кабель должен быть достаточно прочным и полностью заполнен эластичным материалом для сведения к минимуму поперечных и продольных напряжений в волокне. Часто отмечалось, что операция укладки волокон в кабель увеличивает потери в волокне из-за появления микроизгибов. Первоначально эти дополнительные потери могут составлять 0,5. .. 2 дБ/км, однако имеются данные о том, что впоследствии при уменьшении механических напряжений, созданных при изготовлении кабеля, они уменьшаются. Как будет показано в гл. 17, улучшение технологии изготовления кабелей привело к значительному уменьшению создаваемых при этом дополнительных потерь. [c.105]

Каким бы длинным ни был отрезок отдельного волокна, никакая система связи не может обойтись без необходимости соединения волокон между собой и использования для этой цели специальных устройств. Сразу определим различия между постоянным соединением или сростком, и разъемным соединительным устройством, или оптическим разъемом. Сращивание волокон потребуется при прокладке кабе ля или при его эксплуатации, если кабель окажется поврежденным, а его волокна сломанными. Разъемные соединительные устройства обычно используются в оконечной аппаратуре. По-видимому, источники излучения и фотодетекторы будут постоянно соединены с коротким отрезком волокна и, таким образом, могут подключаться к ВОЛС с помощью стандартного соединительного устройства. Это позволяет раздельно испытывать источники излучения и фотодетекторы и в случае необходимости производить их замену. Сростки и оптические разъемы могут потребоваться как для соединения отдельных волокон, так н одновременного соединения многих волокон, уложенных в кабель. Каждый сросток или разъем будет вносить дополнительные потери, и необходимость минимизации этих потерь приводит к жестким допускам на рассогласование волокон при их соединении. Рассогласование волокон возникает из-за имеющихся в соединяемых волокнах различий в числовой апертуре (Ап), профиле показателя преломления, диаметре сердцевины или ошибок во взаимной ориентации волокон, при их соединении. Эти допуски в самом деле очень жесткие, особенно для одномодовых волокон, у которых диаметр сердцевины составляет 5. .. 10 мкм. Обычно сдвиг соединяемых волокон относительно друг друга приводит к значительно более серьезным последствиям, чем их рассогласование по углу или (в случае разъемов) наличие зазора между торцами. Это хорошо видно на рис. 4.9, где приведены результаты измерений дополнительных потерь при соединении градиентных волокон. [c.107]

Другая причина изменений характеристик волокна может быть связана с его спиральным расположением в многожильном оптическом кабеле. Предполагается, что перечисленные неоднородности очень малы по величине. Большие неоднородности вызывают и большие локальные потери. Если неоднородности имеют место на расстояниях, меньших длины волны, то они приводят к появлению рэлеевского рассеяния ( 3.1.3). В таком случае небольшая часть переносимой всеми световодными модами мощности может быть рассеяна в виде ненаправленного излучения. Неоднородности, которые по своим размерам превышают длину волиы излучения, не способны создать такое рассеяние, однако они могут вызвать обмен энергией между соседними модами. В случае, когда моды располагаются вблизи частоты отсечки, это может привести к переносу энергии от световодных мод высоких порядков к затухающим или неканализируемым модам, которые затем уходят за пределы волокна. Если принять во внимание, что в одном километре волокна укладывается около 10 длин волн, то становится ясно, что даже очень малые возмущения, создаваемые в световоде неоднородностями, будут достаточными для нарушения характеристик распространения света в нем, если эти неоднородности имеют место на значительной части волокна. [c.184]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...