- •Волоконно-оптические направляющие среды
- •1. Преимущества волоконно-оптических линий связи перед другими направляющими системами передачи
- •Контрольные вопросы
- •2. Структурная схема волоконно-оптической связи
- •Контрольные вопросы
- •3. Принцип действия световодов
- •Контрольные вопросы
- •4. Характеристики направляемых лучей
- •Контрольные вопросы
- •5. Типы световодов
- •Контрольные вопросы
- •6. Апертура оптического волокна
- •Контрольные вопросы
- •7. Планарный световод
- •Контрольные вопросы
- •8. Основное уравнение передачи по световоду
- •Контрольные вопросы
- •9. Типы волн в световодах. Критические длины и частоты
- •Контрольные вопросы
- •10. Затухание в волоконных световодах
- •Контрольные вопросы
- •12. Коэффициент фазы, волновое сопротивление и скорость распространения энергии по световоду
- •Контрольные вопросы
- •13. Поляризация в волоконных световодах
- •13.1. Виды поляризации
- •13.2. Деполяризация световой волны и поляризационная модовая дисперсия
- •Контрольные вопросы
- •14. Взаимные влияния в оптических кабелях
- •14.1. Природа взаимных влияний в оптических кабелях
- •14.2. Переходные помехи в световодах
- •14.3. Переходное затухание и защищенность от взаимных помех в оптических кабелях
- •14.4. Меры по уменьшению взаимного влияния между оптическими волокнами
- •Контрольные вопросы
- •15. Распространение сигналов по оптическому кабелю
- •15.1. Общие положения
- •15.2. Частотные и временные характеристики
- •15.3. Собственные и частные характеристики оптического кабеля
- •15.4. Диаграмма излучения и поглощения энергии в световоде
- •15.5. Искажения сигналов
- •15.6. Модуляционно-частотные характеристики и полоса пропускания волоконных световодов
- •Контрольные вопросы
- •16. Конструкция и материал оптических волокон
- •Контрольные вопросы
- •17. Производство оптических волокон
- •Контрольные вопросы
- •18. Соединение оптических волокон
- •18.1. Основные понятия и определения
- •18.3. Внешние потери
- •18.4. Соединение волокон
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Введение в специальность «Физика и техника оптической связи»
- •Список сокращений
- •1.1 Радиосвязь — основные этапы истории
- •1.2 Спектр электромагнитных волн
- •1.3 Этапы развития лазерной техники
- •1.4 История развития оптической связи
- •2.1 Информация, сообщения, сигналы
- •2.1.1 Основные единицы измерения в телекоммуникации
- •2.2 Виды и технологии систем связи
- •2.3 Стандартизация и метрология в телекоммуникации
- •2.4 Электрические кабели связи
- •3. Основы теории волоконно-оптической связи
- •3.1.1 Основные законы волоконной оптики
- •3.1.1 Основные законы волоконной оптики
- •.1.2 Конструкция ов
- •3.1.3 Методы изготовления ов
- •3.1.4 Классификация и характеристики ов
- •3.2.1 Классификация оптических кабелей
- •3.2.2 Основные компоненты волоконно-оптического кабеля
- •3.3.1 Оптические соединители
- •3.3.2 Оптические разветвители
- •3.4.1 Оптический передатчик
- •3.4.2 Оптический приемник
- •3.4.3 Оптические усилители и повторители
- •3.5 Измерение параметров волоконно-оптических систем
- •3.6 Строительство, монтаж и техническая эксплуатация волс
- •4.1 Развитие волоконно-оптических систем передачи
- •4.2 Проблемы увеличения пропускной способности восп
- •4.3 Оптические волокна в структурированной кабельной системе
- •4.4 Волоконно-оптические датчики
- •4.5 Технологии, использующие оптическое волокно
- •Рекомендации студенту - как сформировать свой профессиональный облик
- •Закон оптики
- •Принцип оптического волокна
- •Межмодовая дисперсия
- •Межчастотная дисперсия
- •Материальная дисперсия
- •Влияние дисперсии на пропускную способность канала
- •Многомодовое ступенчатое волокно
- •Многомодовое градиентное волокно
- •Одномодовое волокно
- •Затухание сигнала, окна прозрачности
- •Используемые длины волн
- •Теория оптического кабеля
- •Первый уровень защиты волокна
- •Волоконно-оптический кабель со свободным буфером
- •Волоконно-оптический кабель с плотным буфером
- •Выбор волоконно-оптического кабеля
- •Симплексный и дуплексный кабели
- •Многожильный кабель
- •Кабель для оконечной разводки
- •Пожаробезопасный кабель
- •Многожильный кабель для разводки по этажам
- •Гибридный кабель
- •Соединение оптических волокон
- •Источники и приемники оптического излучения
- •Светоизлучающие диоды
- •Суперлюминисцентные светодиоды
- •Лазерные диоды
- •Фотодиоды
- •Фототранзисторы
- •Лавинные фотодиоды
4.2 Проблемы увеличения пропускной способности восп
На данный момент протяженность проложенных во всем мире стандартных одномодовых волокон весьма велика, поэтому перед многими владельцами систем на их основе встает вопрос о том, как можно модернизировать систему, чтобы ее пропускная способность соответствовала современным требованиям. Один из путей привлечение оптических технологий и построение магистралей на основе технологии полностью оптических сетей (PON), что делает возможным значительно повысить экономичность, гибкость и надежность сетей и, самое главное, значительно увеличить пропускную способность, не переоборудуя существующие кабельные системы. Повысить пропускную способность волоконно-оптической линии связи можно с помощью увеличения битовой скорости или путем добавления каналов с несколькими длинами волн, т.е. построения систем, обеспечивающих спектральное мультиплексирование WDM (Wave Division Multiplexing) или, иначе, мультиплексирование по длине волны. Ввод в действие систем WDM продиктован экономическими соображениями, поскольку гораздо дешевле заменить терминальное оборудование, чем прокладывать новые кабели и устанавливать дополнительные регенераторы. Суть WDM заключается в том, что независимые оптические информационные потоки объединяются и передаются по одному волокну на разных длинах волн (рис. 4.1). Это значит, что операторы связи могут увеличить пропускную способность своих волокон без серьезных капиталовложений, связанных со строительством или арендой новых волокон. Передавая сигналы на n длинах волн (т.е. по n каналам), можно увеличить пропускную способность сети в n раз. Рис. 4.1 Принцип WDM |
Оценим пропускную способность оптического диапазона 1280-1620 нм. Полоса частот во 2, 3, 4-м окнах прозрачности ΔF=49,2 ТГц. При межканальном интервале 100 ГГц можно организовать 492 канала. Если использовать аппаратуру со скоростью передачи 2,5 Гбит/с в каждом канале, то суммарная пропускная способность составит В=1230 Гбит/с, а при использовании скорости 10 Гбит/с получим почти 5 Тбит/с. Для строительства волоконно-оптических систем следующего поколения, использующих технологию WDM, как нельзя лучше подходят новые оптические волокна с малой дисперсией, предоставляя массу возможностей по дальнейшей модернизации и эффективному использованию полосы пропускания. Например, часть каналов можно задействовать под передачу аналогового видео, часть - под передачу данных, а часть - для речи. Распределение различных сервисов по волновым диапазонам, несомненно, имеет свои преимущества, и все больше операторов начинают осознавать это. Практически ни у кого сегодня не возникает сомнений, что будущее - за системами WDM. |