- •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
- •5. Типы световодов
- •Контрольные вопросы
- •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
15.2. Частотные и временные характеристики
Применительно
к оптическим кабелям необходимо уточнить
понятие частотных характеристик. Такие
определения, как зависимость от частоты
отношения амплитуд гармонического
сигнала на выходе волокна к амплитуде
на его входе (для амплитудно-частотной
характеристики) и зависимость сдвига
фазы выходного гармонического сигнала
от частоты относительно входного (для
фазовой характеристики) являются
неправомочными. Так как приходится
оперировать с огибающей мощности сигнала
при модуляции оптической несущей, в
отличие от указанного обычного
определения, относящегося к
амплитудно-частотной характеристике,
вводится понятие модуляционно-частотные
характеристики (МЧХ). Напомним, что
амлитудно-частотная
и фазочастотная
характеристики объединяются в общую
характеристику, называемую комплексным
коэффициентом передачи:
.
При модуляции
излучателя
соответствует изменению коэффициента
модуляции на выходе кабеля в зависимости
от
,
т. е.
.
Отсюда следуют такие определения: модуляционная амплитудно-частотная характеристика, модуляционная частотно-фазовая характеристика.
Модуляционная амплитудно-частотная характеристика представляет собой зависимость модуля комплексного коэффициента передачи огибающей мощности оптического излучения, модулированного гармоническим сигналом, от частоты модуляции.
Частотно-фазовая характеристика – это зависимость фазы комплексного коэффициента передачи огибающей мощности оптического излучения, модулированного гармоническим сигналом, от частоты модуляции. Модуляционно-частотные характеристики полностью определяют особенности оптического волокна как направляющей системы и искажение сигналов.
Можно также пользоваться характеристиками, относящимися не к частотной, а к временной области, а именно: переходные и импульсные характеристики.
Переходная характеристика – это огибающая мощность оптического сигнала на выходе кабеля, если на его входе огибающая оптической мощности является единичным сигналом. Единичный сигнал, обозначаемый 1(t), – это сигнал, возникающий скачком от нуля до единицы в момент t = 0 и существующий после своего возникновения бесконечно долго.
Импульсная
характеристика – это огибающая мощности
оптического сигнала на выходе кабеля,
если на его входе огибающая оптической
мощности является единичным импульсом.
Единичный импульс, обозначаемый
(или дельта-импульс), является производной
от единичного сигнала. Если выбрать
некоторый момент времени
,
то
равна нулю при всех значениях t
<t,
а при t =
совершает скачок в бесконечность и
затем уменьшается до нуля при всех t
>
,
при этом площадь этого импульса равна
единице.
Переходная
h(t;
)
и импульсная g(t;
)
характеристики полностью определяют
распространение сигналов по оптическому
кабелю. Пользуясь данными характеристиками,
можно найти форму выходного сигнала ОК
при известной форме входного. Кроме
того, по этим характеристикам можно
найти модуляционно-частотные характеристики
(фазовую и амплитудную).
Переходную характеристику можно определить экспериментально, а импульсную, как правило, – аналитически.
