Волоконно-оптичні системи передачі інформації

В усьому світі досягнутий значний прогрес в розвитку волоконно-оптичних ліній зв'язку (ВОЛЗ). В останній час знайшли широке застосування оптичні кабелі (ОК) другого покоління, параметри передачі яких оптимізовані для другого та третього вікон прозорості, ці кабелі випускаються вітчизняною промисловістю. На мережах зв'язку України широко використовуються ВОСП для ліній зв'язку всіх ступенів ієрархії: магістральних, зонових, місцевих.

Застосування ВОСП доцільно і економічно ефективно на всіх ділянках Єдиної Національної Мережі Зв'язку України (ЄНМЗУ). Це не тільки підвищує техніко-економічні показники галузі зв'язку, але й забезпечує можливість поетапного переходу до цифрових мереж інтегрального обслуговування. Особливо актуальне впровадження ВОСП у нинішній час, коли різко скоротилися запаси кольорових металів, особливо міді, внаслідок чого вартість електричних кабелів різко зростає, а вартість оптичних кабелів має тенденцію до зниження. В Україні ВОСП найбільш широко використовуються для організації з’єднувальних ліній міської телефонної мережі (МТМ) та для зонового зв’язку. В останній час прийняті рішення, які зобов’язують замовників в разі будівництва магістральних ліній зв’язку використовувати тільки оптичні кабелі. Вже закінчується будівництво міжнародної ВОЛЗ “Схід”, що проходить по території України. Для цієї ВОЛЗ використовується сучасна система передачі п’ятіркової синхронної цифрової ієрархії. Волоконно-оптичною системою передачі називається сукупність активних та пасивних пристроїв, призначених для передачі інформації на відстань по оптичних волокнах (ОВ) інакше –волоконних світловодах (ВС) за допомогою оптичних хвиль. Таким чином, ВОСП -- сукупність оптичних приладів та оптичних ліній передачі для створення, передачі і обробки оптичних сигналів. В цьому разі оптичним сигналом є модульоване оптичне вопромінювання джерела (лазера або світлодіода), що передається по ОВ у вигляді сукупності різноманітних типів оптичних хвиль (мод). Середовищем передачі у ВОСП є оптичне волокно, а носієм інформації- електромагнітні коливання оптичного діапазону.Оптичний діапазон на шкалі електромагнітних хвиль охоплює проміжок від 0.4 до 4 мкм (рис.1), що відповідає частотам близько 1014 Гц .

Встановимо закони відбивання світла

Для встановлення законів відбивання світла скористаємося спеціальним приладом — оптичною шайбою. Спочатку закріпимо дзеркало в центрі оптичної шайби. Потім спрямуємо на дзеркало вузький пучок світла від освітлювача так, щоб він давав на поверхні шайби світлу смужку. Ми побачимо, що відбитий пучок також дасть на поверхні шайби світлу смужку

 Рис. 3.21. Встановлення законів відбивання світла за допомогою оптичної шайби

Задамо напрямок пучка світла, який падає, променем СО. Цей промінь називають падаючим променем. Промінь ОК, який задає напрямок пучка світла, що відбивається, називають відбитим променем. Із точки О падіння променя поставимо перпендикуляр ОВ до поверхні дзеркала, на яку падає світло. Зверніть увагу на те, що перпендикуляр ОВ, падаючий промінь СО та відбитий промінь ОК лежать у площині поверхні шайби. Кут альфа, утворений падаючим променем СО і перпендикуляром ОВ, називають кутом падіння.  Кут бета, утворений відбитим променем ОК і перпендикуляром ОВ, називають кутом відбивання.  Якщо виміряти значення кутівпадіння і відбивання, то можна переконатися, що ці кути є рівними.

Пересунувши джерело світла краєм диска, змінимо кут падіння світлового пучка. Відповідно зміниться й кут відбивання (рис. 3.22). Пересуваючи джерело світла далі і вимірюючи час від часу кути падіння й відбивання світла, переконуємося: вони є рівними.

Рис. 3.22. Якщо змінювати кут падіння світлового пучка, відповідно змінюватиметься кут його відбивання

Кут падіння і кут відбивання щоразу будуть рівними   Отже, ми встановили закони відбивання світла:

Перший закон: промінь падаючий, промінь відбитий і перпендикуляр до поверхні відбивання, поставлений з точки падіння променя, лежать в одній площині.  

Другий закон: кут падіння світла дорівнює куту відбивання.

Закони відбивання світла ще в III ст. до нашої ери встановив Евклід.