Волоконно-оптический кабель

Волоконно-оптический кабель обладает наилучшими электромеханическими характеристиками и помехозащищенностью. Это наиболее перспективный вид передающей среды во всех типах телекоммуникаций. Однако монтажные работы по его прокладки сложнее и дороже, чем для других типов кабеля.

Структура волоконно-оптического кабеля показана на рис.2.6.

Рис. 2.6. Структура волоконно-оптического кабеля

Кабели делятся на:

• одномодовые
• многомодовые

Модой называется угол отражения световых лучей от отражающей оболочки (стеклянной оболочки с меньшими показателем преломления, чем у сердечника).

В одномодовом кабеле используется центральный сердечник - световод с диаметром, соизмеримым с длиной света (5-10 микрон). Все лучи распространяются вдоль оптической оси световода и почти не отражаются оболочкой.

Полоса пропускания - до нескольких сотен ГГц/км. Кабель используются для передачи данных на расстояние в несколько сотен километров. Технологический процесс сложный и дорогой. В такое волокно трудно направить пучок света без потери значительной части энергии.

Многомодовые кабели имеют диаметр сердечника намного больше длины волны. По нему одновременно распространяется большое число лучей, которые отражаются под разными углами, но несут один сигнал.

Рис.2.7. Типы многомодового кабеля

Различают кабели:

• Со ступенчатым коэффициентом преломления
• С плавным коэффициентом преломления

Многомодовые кабели проще в изготовлении и дешевле одномодовых, но имеют более узкую полоску пропускания из-за потерь энергии на отражениях лучей и интерференции разных мод. Последнее означает, что луч одного сигнала, распространяющийся вдоль оси сердечника, может догнать лучи предыдущего сигнала, отражающиеся под острыми углами, наложиться на них и исказить предыдущий сигнал. По этим причинам многомодовые кабели используются для передачи данных на меньшие расстояния (до 300-2000 м) и на скоростях не более 1 Гбит/с.

В качестве источников света используются:

• Для многомодовых кабелей - светодиоды
• Для одномодовых - для концентрации пучка полупроводниковые лазеры (лазерные диоды)

Быстродействие лазерных диодов позволяет модулировать световой поток с частотой 10ГГц и более, а также имеют отличные электромагнитные и механические характеристики, недостаток их состоит в сложности и высокой стоимости монтажных работ.