3.2. Природа передачи света стеклом

Это же из другой книги → Передача света. Затухание

При обсуждении спектра частот в главе 2 было замечено, что видимый свет охватывает широкий диапазон частот. При передаче по оптическим волокнам обычно используется полоса частот вблизи инфракрасного диапазона. В этой полосе частот наблюдается наименьшее затухание сигнала в оптическом волокне. На рис. 3.9 показаны типичные параметры затухания в стекле, используемом в волоконной оптике. Заметим, что эта кривая может слегка варьироваться в зависимости от использованного при производстве сорта стекла и от концентрации использованных присадок.

Рис. 3.9. Типичные характеристики затухания для волокна

Эта тема есть на странице → Окна прозрачности оптоволокна

Из этой диаграммы можно видеть, что в кривой затухания имеются три впадины при 0,85, 1,3 и 1,55 мкм. Их называют "рабочими окнами". Это интервалы полосы пропускания, на которых можно обеспечить надежную связь на сравнительно большие расстояния благодаря низкому затуханию. Различные виды потерь, показанные на рис. 3.9, будут детально рассматриваться в разделе 3.7.

Окно в 0,85 мкм было первым, использованным в волоконно-оптической связи, поскольку для него легко производить передающие источники и принимающие детекторы и они очень эффективны. До сих пор эта длина волны предпочитается в системах, действующих на небольших расстояниях, поскольку передающее и принимающее оборудование сравнительно недорого. Типичные значения затухания для оптического волокна на данной длине волны колеблются от 2 до 3,2 дБ на км.

Для большинства волоконно-оптических систем предпочитаемым рабочим окном является окно в 1,3 мкм, поскольку общие потери намного ниже, чем для окна в 0,8 мкм. Типичные значения затухания для оптического волокна на данной длине волны составляют 0,3-0,9 дБ на км. Хотя источники света легкодоступны, они дороги и их сложно производить. Поэтому эта длина волны обычно используется для телекоммуникационных приложений, работающих с высокими скоростями на дальних дистанциях.

Третье окно, работающее на 1,55 мкм, показывает меньшие потери, чем второе окно. Типичные значения затухания для оптического волокна в данном диапазоне составляют 0,15-0,6 дБ на 1 км. К сожалению, их недостаток в том, что передающие и принимающие устройства не такие совершенные и эффективные, как действующие в диапазоне окна 1,3 мкм. Ожидается, что последние технологические разработки сделают в будущем это окно самым популярным.

Технология, известная как спектральное уплотнение (Wave Division Multiplexing - WDM), позволяет передавать в одно время по одному и тому же волокну сразу несколько длин волн. Обычно используются несколько длин волн вблизи 1,3 или 1,55 мкм. Эта методика фактически позволяет умножить полосу пропускания канала с одной длиной волны на число передаваемых длин волн.