- •7.1. Будова та принцип роботи волоконного хвилеводу
- •7.2. Числова апертура оптичного волокна
- •7.3. Моди оптичного волокна
- •7.4. Критична частота і довжина хвилі відсічки
- •7.5. Фазова швидкість моди
- •7.6. Діаметр поля моди
- •8.1. Дисперсія сигналів в оптичному волокні
- •8.2. Міжмодова дисперсія
- •8.3. Хроматична дисперсія
- •8.4. Поляризаційна модова дисперсія
- •8.5. Повна дисперсія та смуга пропускання оптичного волокна
- •8.6. Методи мінімізації дисперсії
- •8.6.1. Волокна, які компенсують дисперсію (dcf)
- •8.6.2. Компенсатори на основі волоконних брегівських ґраток
- •9.1. Класифікація оптичних волокон
- •9.2. Виготовлення кварцевих оптичних волокон
- •9.2.1. Отримання кварцевого скла
- •9.2.2. Методи виготовлення заготовок оптичного волокна
- •9.2.2.1. Внутрішнє осадження з газової фази
- •9.2.2.2. Зовнішнє осадження з газової фази
- •9.2.2.3. Осьове осадження з газової фази
- •9.2.3. Витягування оптичного волокна
- •9.3. Виготовлення полімерних оптичних волокон
- •9.3.1. Матеріали для полімерних волокон
- •9.3.2. Методи виготовлення ступінчастих полімерних волокон
- •9.3.2.1. Витягування волокна із заготовки
- •9.3.2.2. Метод однократного видавлювання
- •9.3.2.3. Метод неперервного видавлювання
- •9.3.2.4. Метод формування з розплаву
- •9.3.3. Методи виготовлення градієнтних полімерних волокон
- •9.3.3.1. Метод поверхневої гелевої полімеризації
- •9.3.3.2. Метод центрифугування
- •9.3.3.3. Фотохімічне формування профілю
- •9.3.3.4. Метод видавлювання багатьох шарів
- •9.4. Виготовлення оптичних волокон з багатокомпонентного скла
- •9.5. Виготовлення кварцевих волокон з полімерною оболонкою
- •10.1. Основні причини затухання сигналу у волокні
- •10.2. Коефіцієнт затухання сигналу у волокні
- •10.3. Оптичні втрати у волокнах типу кварц/кварц
- •10.4. Оптичні втрати у волокнах типу кварц/полімер
- •11.1. Нероз’ємні з’єднання оптичних волокон
- •11.1.1. Технологія зрощення волокон шляхом зварювання
- •11.1.2. З’єднання волокон за допомогою механічних сплайсів
- •11.2. Роз’ємні з’єднання оптичних волокон
- •11.2.1. Узагальнена конструкція роз’ємного з’єднувача
- •11.2.2. Основні типи роз’ємних з’єднувачів
- •12.1. Волоконно-оптичні розгалужувачі
- •12.2. Оптичні ізолятори
- •12.3. Волоконно-оптичні циркулятори
- •12.4. Волоконні брегівські ґратки
- •12.6. Волоконно-оптичні перемикачі
- •12.7. Оптичні підсилювачі
- •12.7.1. Волоконно-оптичні підсилювачі
- •12.7.2. Напівпровідникові оптичні підсилювачі
11.2.2. Основні типи роз’ємних з’єднувачів
На даний час існує багато різних типів конекторів. Одні з найбільш поширених зображені на рис.11.4. Конектор FC-типу був розроблений корпорацією NTT в основному для одномодових комунікаційних систем і має керамічний наконечник. Для кріплення конектора використовується накидна гайка з різьбою, що забезпечує надійне з’єднання навіть при наявності вібрацій. Подібну конструкцію має конектор FSMA-типу за винятком наконечника, який є стальним і має трохи більший діаметр. Конектор ST-типу розроблений компанією Lucent Technologies в середині 1980-их рр. для внутрішніх кабельних систем і має, як і конектор FC-типу, керамічний наконечник. Завдяки простому механізму кріплення достатньо на чверть оберту повернути головку конектора, щоб його приєднати чи від’єднати. Конектор SC-типу був сконструйований корпорацією NTT в 1986 р. і став достатньо поширеним на початку 1990-их рр. як для одномодових так і для багатомодових систем. Його керамічний наконечник краще захищений за наконечник конектора ST-типу, а для кріплення використовується простий механізм у формі защіпки, що дає змогу легко приєднувати його та роз’єднувати. Оптичні втрати при з’єднанні з допомогою розглянутих вище з’єднувачів становлять в середньому 0,5 дБ.
12.1. Волоконно-оптичні розгалужувачі
Волоконно-оптичні розгалужувачі призначені для просторового розділення оптичного сигналу на декілька частин з метою його подальшої передачі кількома каналами, а також для об’єднання декількох оптичних сигналів для передачі по одному каналу. Розгалужувачі мають вхідні та вихідні порти, які призначені для вводу та виводу оптичного випромінювання, відповідно. В залежності від кількості вхідних та вихідних портів розрізняють розгалужувачі Т-типу (рис. 12.1, а), X-типу (рис. 12.1, б) і типу “зірка” (рис. 12.1, в). Зображений на рис. 12.1, а трьохпортовий розгалужувач дозволяє розділити оптичний сигнал на дві частини, які поступають на вихідні порти 1 і 2. Найчастіше використовуються розгалужувачі, які ділять вхідний сигнал у співвідношенні 50:50. При подачі двох сигналів на порти 1 і 2, пристрій об’єднує їх і подає на порт А. Такі пристрої використовуються в однонапрямлених лініях зв’язку, коли необхідно відвести частину оптичної потужності від основної шини. На рис. 12.1, б зображений чотирьохпортовий розгалужувач. Додатковий порт B дає змогу до основного сигналу, який поширюється з порту А в порт 1 додати інший сигнал введений у порт В. Якщо оптичний сигнал поширюється з порту 1 до порту А, то інший сигнал додається до нього з допомогою порту 2. Пристрої такого типу використовуються у двонапрямлених лініях зв’язку. Розгалужувач типу “зірка” (рис. 12.1, в) є багатопортовим і дозволяє розділити оптичну потужність, введену в один із N вхідних портів, на рівні частини, і розподілити їх між N′ вихідними портами. Такі пристрої використовуються в системах зв’язку з декількома близько розміщеними терміналами.
Селективні розгалужувачі
Селективні розгалужувачі призначені для об’єднання (розділення) оптичних сигналів з різними оптичними несучими і називаються мультиплексорами (демультиплексорами). Робота таких пристроїв ґрунтується на трьох ефектах чутливих до довжини хвилі: кутовій дисперсії, інтерференції і селективному поглинанні. У демультиплексорах, зображених на рис. 12.2, а та рис. 12.2, б, використовується кутова дисперсія дифракційної гратки і призми, відповідно. На рис. 12.2, в показана конструкція пристрою для розділення каналів з допомогою інтерференційного фільтру, а на рис. 12.2, г – структура поглинаючого типу, яка використовується як демультиплексор. Кожен поглинач складається з чутливого до довжини хвилі фотодіода. Пристрої з дифракційною граткою та дисперсійною призмою відносяться до розгалужувачів з паралельним розділенням каналів, а пристрої з інтерференційними фільтрами та селективними фотодетекторами – до розгалужувачів з послідовним розділенням каналів.
Неселективні розгалужувачі
Неселективні розгалужувачі призначені для просторового розділення та об’єднання оптичних сигналів з однаковими оптичними несучими. За конструкцією такі розгалужувачі діляться на дві групи: біконічні, в яких випромінювання передається через бокову поверхню ОВ, та торцеві, в яких випромінювання передається через торець ОВ. У двох групах випромінювання може передаватись при безпосередньому контакті волокон або через допоміжні елементи (дзеркала, лінзи). На рис. 12.3, а зображений простий біконічний розгалужувач X-типу, який виготовляється з двох відрізків волокон. Два прямі чи скручені волокна сплавляють разом при високій температурі, а потім розтягують з метою зменшення їх розмірів та зближення серцевин. Принцип роботи такого пристрою ґрунтується на тому, що світлове поле оптичного сигналу, який поширюється по серцевині одного з волокон частково проникає в серцевину іншого волокна, внаслідок чого частина потужності сигналу починає поширюватись в іншому волокні. Керуючи віддаллю між серцевинами та довжиною їх зближення, отримують різні співвідношення сигналів на виході волокон. На рис. 12.3, б зображений торцевий розгалужувач X-типу. Змінюючи взаємне розміщення торців волокон та підбираючи їхній діаметр, можна в широких межах змінювати співвідношення потужностей оптичного випромінювання в різних каналах.