Передача по оптоволокну

Волоконно-оптические линии связи ВОЛС

В основе построения волоконно-оптических линий связи (ВОЛС) положен принцип передачи по волокну световых волн на большие расстояния. При этом электрические сигналы (видео сигналы от видеокамер, сигналы управления видеокамерами и данные), поступают на вход оптического передатчика по оптоволокну, и далее преобразуются в световые импульсы, передача по волокну которых происходит с минимальными искажениями.

Большое распространение волоконно-оптические линии получили благодаря целому ряду достоинств, которые отсутствуют при передаче сигналов по медным кабелям (коаксиальные и витая пара) или по радио, в качестве среды передачи:

• широкая полоса пропускания
• малое затухание сигналов
• отсутствие электромагнитных помех
• дальность передачи на десятки километров
• срок службы более 25 лет
• и другие

Оптоволокно

При построении волоконно-оптических линий связи ВОЛС используют многомодовое и одномодовое оптоволокно.

Оптическое волокно состоит из ядра и оболочки. Материалом ядра оптоволокна служит сверхчистое кварцевое стекло, с помощью которого и осуществляется передача сигнала по оптоволокну. Удержание светового импульса происходит вследствие того, что коэффициент преломления материала ядра (N1) больше чем у оболочки (N2). Так происходит полное отражение светового луча внутри ядра оптоволокна.

Многомодовое оптоволокно 50/125 nm и 62,5/125 nm позволяет передавать одновременно несколько сотен разрешенных световых мод, вводимых в оптоволокно под разными углами. Все разрешенные моды имеют разные траектории распространения и, соответственно, различное время распространения по оптическому волокну. Поэтому многомодовое оптоволокно имеет один главный недостаток — большая величина модовой дисперсии, ограничивающая полосу пропускания, — из-за которого оптический передатчик по оптоволокну имеет малую дальность передачи. С помощью многомодового оптоволокна в волоконно-оптических линиях линиях связи (ВОЛС) осуществляется передача данных по оптоволокну на расстояние не более 4–5 км.

Для уменьшения модовой дисперсии и сохранения высокой полосы пропуская, на практике применяют волоконно-оптические линии с градиентным профилем показателя преломления сердцевины кабеля. В отличие от стандартных многомодовых оптических волокон, имеющих постоянный профиль преломления материала ядра, такое оптоволокно имеет показатель преломления N, который плавно уменьшается от центра к оболочке.

Одномодовое оптическое волокно 9/125 nm сконструировано таким образом, что в ядре оптоволокна может распространяться только одна, основная мода. Именно поэтому такие оптические волокна имеют наилучшие характеристики, и наиболее активно используются при строительстве ВОЛС. Основные преимущества одномодовых оптических волокон — малое затухание 0,25 db/км , минимальная величина модовой дисперсии и широкая полоса пропускания — благодаря которым обеспечивается бесперебойная передача по оптоволокну электрических сигналов.