Навчальна дисципліна	“ВОЛОКОННО-ОПТИЧНІ СИСТЕМИ ПЕРЕДАЧІ”
Змістовий модуль № 1	ПЕРЕДАЧА СИГНАЛІВ В ВОЛОКОННО-ОПТИЧНИХ ЛІНІЯХ ЗВ’ЯЗКУ
Лекція № 4	ОПТИЧНІ ВОЛОКНА.

ПЛАН ЛЕКЦІЇ

Навчальні питання:

1. Конструкція ОВ.

2. Класифікація ОВ.

3. Поширення світла в ОВ.

Навчально-матеріальне забезпечення:

1. ПЕОМ, мультимедійний проектор.

2. Презентація у форматі PowerPoint.

Навчальна література:

1. Фриман Р. Волоконно-оптические системы связи. – М.: Техносфера, 2003. – 440 с.

2. Убайдуллаев Р.Р. Волоконно-оптические сети. – М.: ЭКО-ТРЕНДЗ, 2001. – 267 с.

1. Конструкція ов.

Як відомо, оптичним сигналом у ВОСП називають електромагнітне випромінювання, що лежить у ближньому інфрачервоному (ІЧ) діапазоні спектра та промодульоване по одному з параметрів (амплітуді, частоті, фазі, поляризації або інтенсивності) повідомленням, яке підлягає передачі. В існуючих ВОСП на передавальній стороні виконується модуляція за інтенсивністю (потужністю), а на приймальній - пряме детектування. У перспективних когерентних ВОСП будуть використовуватися кутові методи модуляції (з їхніми відомими перевагами) та гетеродинний прийом. У ВОСП використовуються оптичні несучі ближньої ІЧ-області (760...2500 нм) з довжинами хвиль ≈850, 1310 і 1550 нм відповідними вікнам прозорості OB (див. нижче). Довжина хвилі та частота оптичного випромінювання пов'язані співвідношенням:

,

де с - швидкість світла у вакуумі (3*10⁸ м/с).

Довжині хвилі в 1 мкм (1000 нм) у вакуумі відповідає частота 3*10⁸/1*10^-6=3*10¹⁴ Гц.

Середовище поширення. В якості середовища (каналу) поширення у ВОСП використовується діелектрик - стекло, пластмаса. Основним параметром прозорого діелектричного середовища є показник переломлення світла , під яким розуміють відношення швидкості світла у вакуумі с и в даному середовищу тобто . Наприклад, для скла ; для води ; для повітря .

Показник переломлення є мірою оптичної щільності середовища. Для зміни величини ПП скла при виробництві в нього додають легуючі домішки, наприклад, Ge₂, F, B₂O₃ й т. ін.

Конструкція ОВ. Оптичне волокно (ОВ) являє собою тонку прозору діелектричну нитку (стекло, пластмаса), у якій мається дві області, рис. 1: 1 - центральна область називається світлонесучою серцевиною; її оточує світловідбиваюча оболонка 2. У волокнах, використовуваних для цілей зв'язку, обидві області виконані з кварцового скла (Si₂) і відрізняються тільки значенням показника переломлення. Для забезпечення світловодних (направляючих властивостей) необхідне виконання умови . Різниця показників переломлення невелика та складає 0,2...1%. Змінюють величину n шляхом легування скла спеціальними домішками. Для додання механічної міцності в процесі витяжки ОВ покривають захисним пластмасовим покриттям, що має показник переломлення (область 3 на рис. 1). Діаметри серцевини, оболонки та покриття позначають відповідно 2а, 2b, 2с мкм. Розміри поперечного перетину ОВ записуються з вигляді дробу 2а/2b, наприклад, запис 50/125 означає, що 2а=50 мкм. 2b=125 мкм.

Рисунок 1. Конструкція ОВ.

Захисні покриття оптичних волокон. Для забезпечення стабільності оптичних характеристик ОВ та зменшення вірогідності їх пошкодження під дією поздовжніх та поперечних зусиль волокна покривають первинними та вторинними захисними покровами. Первинне захисне покриття наноситься безпосередньо на оболонку ОВ після його витягування, запобігає пошкодженню поверхні волокна та надає додаткову механічну міцність. Діаметр ОВ у первинному покритті становить 245 мкм. Безпосередньо на первинне покриття може наноситися жорстке вторинне полімерне покриття із загальним діаметром ОВ з покриттям - 900 мкм.