3. Источники и приемники излучения

Светодиоды (LED – Light Emited Diode) – источники некогерентного излучения в некоторой непрерывной области спектра (в диапазоне волн 850 нм, 1300 нм) шириной (30-50нм). Различают светодиоды с поверхностным и боковым излучением. Применяются до скоростей передачи 622 Мгц/с. При этом с учетом накладных расходов при кодировании 4B/5B или 8B/10B (см. таблица№ А_1.2.5, стр.21) скорость в линии составляет 622*1.25=777.5 бод.

Лазеры – источники когерентного излучения с малой шириной спектра (1-3 нм), с длиной волны 1300 нм, 1550 нм. Мощность излучения зависит от температуры, поэтому выполняется регулировка тока. Лазеры чувствительны к обратным отражениям, менее устойчивы и долговечны, чем светодиоды. Применяются в основном для одномодового волокна.

Фотодиоды – детекторы излучения, являются основой приемника. Различают фотодиоды: со структурой pn – низкая чувствительность и большое время отклика;

со структурой pin – большое быстродействие, при приложении напряжения от единиц до десятков вольт время отклика составляет единицы наносекунд;

лавинные – максимальная чувствительность при приложении напряжения сотни вольт. Характеристики диода сильно зависят от температуры.

Чувствительность фотодиодов имеет явно выраженный максимум при определенных длинах волн.

Светодиоды, лазеры и фотодиоды являются основными компонентами приемо-передающей оптической аппаратуры (передатчик (трансмитер - transmitter), приемник (ресивер - receier), приемопередатчик (трансивер - transceiver)). Компоненты имеют электрический интерфейс ТТЛ или ЭСЛ и оптический интерфейс – специальные оптические коннекторы.

Передатчик – излучатель со схемой управления. Основные параметры передатчика:

выходная мощность – одинаковые передатчики выпускаются с разными мощностями (малой, средней, большой);

длина волны – 850 нм, 1300 нм, 1550 нм;

спектральная ширина – 50 нм – 0 нм;

быстродействие – время изменения сигнала от 10% до 90% и наоборот;

долговечность – время, через которое из-за разрушения кристалла мощность излучения падает до 3 дБ (10⁶ - 10⁷ часов).

Приемник – детектор с усилителем. Основные параметры приемника:

диапазон принимаемых волн – 850 нм, 1300 нм, 1550 нм;

чувствительность – минимальная принимаемая оптическая мощность;

динамический диапазон – разница между детектируемыми мощностями Pmax и Pmin. Если принимаемая мощность Pout>Pmax, то происходит насыщение приемника и нарушается прием. В этом случае для обеспечения Pmax>Pout>Pmin применяется аттенюатор, устанавливаемый на коннекторе со стороны приемника. В аттенюаторе принимаемая световая мощность понижается путем ввода воздушного зазора между волокном и коннектором. Больший динамический диапазон легче получить при выборе кодирования, у которого P₁ и P₀ отличаются минимально;

быстродействие – полоса пропускания BW = 0.35/t_r, где t_r, - время отклика.

Приемопередатчик – обеспечивает двунаправленную связь, включает передатчик и приемник с согласованными параметрами. Кроме ранее названных параметров характеризуется значением

бюджета мощности – разницы между выходной мощностью и чувствительностью приемника (в дБ). Для современных сетевых технологий бюджет мощности составляет (11-20) дБ (20 дБ соответствует значению Pin/Pout = 100, т.е. до приемника достигает только 1 % мощности источника).