 |
Прямоугольные (полосковые или канальные) волноводы
|
|
|
|
В полосковом волноводе моды обозначаются HEmn и EHmn
Наличие 2-х индексов моды обусловлено ограниченностью волны по двум координатам, в отличие от планарного волновода.
Приподнятый волновод
Гребенчатый волновод
Внедрённый волновод
Цилиндрические волноводы
Количество мод в цилиндрическом волноводе определяется по формуле M=V²/2, где V=ka (n1²-n2²)½ a - радиус волновода.
В цилиндрическом волноводе различают 2 типа мод: меридианальные (проходят через ось волокна) и немеридианальные.
Профили показателя преломления:
. Ступенчатый
. Градиентный
Модовая дисперсия
При распространении нескольких мод в волокне наблюдается модовая дисперсия - явление уширения светового импульса. Модовая дисперсия ведет к ограничению количества передаваемой информации.
∆r=l*n1/c - l*n2/c=l/c (n1-n2)=l/c*∆n
Для борьбы с модовой дисперсией применяются световоды с постепенным изменением показателя n - ступенчатые и градиентные.
Потери в оптических волноводах
Потери на изгибе. Для каждого световода существует критический радиус кривизны Rc, при котором наступает излучение в подложку и внешнюю среду. Если радиус кривизны R>Rc, потерь нет. При R≤Rc появляются потери, экспоненциально возрастающие с дальнейшим уменьшением радиуса.
Поверхностные потери. Поверхностные потери происходят вследствие неровности поверхности световода. На негладкой поверхности происходит излучение наружу некоторой части световой энергии.
Рассеивание на неоднородностях. Еще один важный источник потерь - рассеивание на неоднородности. Рассеивание может быть собственным и примесным. Примесные атомы и молекулы, находящиеся в структуре волокна, могут поглощать фотоны определенной частоты, тем самым уменьшая общую интенсивность света. Рассеивание на неоднородностях так же уменьшает интенсивность света, поскольку фотоны, попавшие на такую неоднородность, с большой вероятностью могут преломиться во внешнюю среду.
|
|
|
Окна прозрачности.
Значения затухания длин волн считаются минимальными (наиболее близкими к идеальной кривой) в трех диапазонах длин волн, показанных на графике.
1-е окно - в области 850 нм, 
;
-е окно - 1270 (1280) - 1350 нм, 
;
-е окно - 1528-1561 нм, 
.
Современные системы волоконно-оптической связи
Системы связи плезиохронной цифровой иерархии
Первичная цифровая иерархия - ПЦИ (2048 кбит/с) - Е1 (32)
Вторичная цифровая иерархия - ВЦИ (8448 кбит/с) - Е2 (120)
Третичная цифровая иерархия - ТЦИ (34368 кбит/с) - Е3 (480)
Четвертичная цифровая иерархия - ЧЦИ (139264 кбит/с) - Е4 (1920)
Пятеричная цифровая иерархия - ПЦИ (564992 кбит/с) - Е5 (7680)
Системы связи первичной цифровой плезиохронной иерархии Е1
Передача по волоконно-оптическим линиям связи одного или нескольких сигналов в виде цифровых потоков со скоростью 2048 кбит/с - довольно частое явление. Это местные или объектовые сети связи, или ответвления от зоновой или магистральной линии в какой-либо объект или небольшой населенный пункт, находящийся от этой линии на значительном расстоянии (до 100…150 км).
Системы связи вторичной цифровой плезиохронной иерархии Е2
Позволяет по одной паре оптических волокон (многомодовых) передавать в обе стороны 120 телефонных каналов в цифровом информационном потоке со скоростью 8,448 Мбит/с.
Системы связи третичной цифровой плезиохронной иерархии ЕЗ
Предназначена для передачи 480 телефонных каналов в двоичном цифровом потоке со скоростью 34,368 Мбит/с. На мультиплексор - формирователь потока со скоростью 34,368 Мбит/с - поступает 16 цифровых потоков 2,048 Мбит/с в коде HDB3.
|
|
|
|
|
|
