Принцип действия волоконных световодов.

 

Основным элементом оптического кабеля является волоконный световод, выполненный в виде тонкого стеклянного волокна цилиндрической формы, по которому осуществляется передача волн микронных длин. Волоконный световод, как правило, имеет двухслойную конструкцию и состоит из сердечника и оболочки.

Рис. 2.39. Волоконные световоды: а) эпюра показателя преломления, б) прохождение луча

           Наибольшее применение получили волоконные световоды двух типов: ступенчатые и градиентные. В свою очередь ступенчатые световоды подразделяются на одномодовые и многомодовые.

Как видно из рисунка, ход лучей в различных световодах различен. В ступенчатом многомодовом световоде лучи резко отражаются от границы сердечник-оболочка. Причем пути следования различных лучей различны, и поэтому они приходят к концу линии со сдвигом по времени. Это приводит к искажению передаваемого сигнала (дисперсии).

           Градиентные световоды также являются многомодовыми. Но здесь лучи распространяются по волнообразным траекториям.

           В обычных широко применяемых в настоящее время симметричных и коаксиальных кабелях передача осуществляется по двухпроводной схеме с применением прямого и обратного проводников цепи (рис. а). В световодах, волноводах и других направляющих системах нет двух проводников и передача происходит волноводным методом по закону зигзагообразного отражения волны от границы раздела сред (рис. б). Такой отраженной границей может быть металл - диэлектрик, диэлектрик - диэлектрик с различными диэлектрическими (оптическими) свойствами и др. На волноводном принципе действуют световод, волновод, линия поверхностной волны, диэлектрический волновод и другие конструкции направляющих систем (НС).

По законам геометрической оптики в общем виде на границе сердечник-оболочка будут: падающая волна с углом j₀ и преломленная волна с углом j_пр.

Рис. 2.40. Передача энергии по двухпроводным (а) и волноводным (б) системам

Рис. 2.41. Принцип действия волоконного световода: а) луч в пределах апертурного угла, б) луч выходит за апертурный угол

Преимущества и недостатки ОК.

Рис 2.42 Достоинства в области применения оптической связи

Типы и марки оптических кабелей.

 

- городской оптический кабель;

- магистральный оптический кабель;

- подводный;

- монтажный;

- объектовый.

 

Ниже приводятся конструктивные данные некоторых видов современных оптических кабелей.