← Вернуться • Содержание книги • Скачать • Дальше →
Волоконно-оптические системы применяются во многих новых технологиях, чтобы использовать преимущества уникальных свойств оптических волокон. Эти свойства включают в себя:
• широкую полосу пропускания;
• малые потери;
• устойчивость к шуму;
• гальваническую развязку;
• низкие уровни мощности;
• легкий вес.
Широкая полоса пропускания, малые потери и низкий уровень шума волоконно-оптических систем (в частности, цифровых систем) позволили использовать их в высокоскоростных системах связи.
Сюда входят работающие на больших расстояниях международные телефонные системы связи, а также локальные/региональные/глобальные сети.
Волоконно-оптические кабели во все больших масштабах используются промышленными приложениями в областях, где использование более старой технологии на основе медных кабелей затруднено или опасно. Примером здесь является использование волоконно-оптических кабелей для контроля промышленного машинного оборудования с высокими токами при наличии высокого уровня электромагнитных помех, вызываемого их работой. В других промышленных производствах, таких, как электростанции, линии электропередач, системы электрической тяги и т.п., применяются высокие напряжения. Волоконно-оптические системы обеспечивают здесь безопасные, эффективные возможности связи и управления в этих сложных условиях. Некоторые области промышленности работают в огне- и взрывоопасных условиях. Здесь жизненно важна внутренняя безопасность. Для кабелей на медной основе в таких условиях требуется специальное оборудование, гарантирующее ограничение энергии в цепях для предотвращения воспламенения при пробое кабельной цепи. Уровни энергии в волоконно-оптических кабелях связи и управления непосредственно отвечают этим требованиям.
Волоконно-оптические кабели все больше и больше используются также в приложениях, где дополнительным преимуществом является их легкий вес. Это включает в себя системы управления самолетов, кораблей и даже автомобилей.
Можно отслеживать изменение света его окружением в самих волоконно-оптических кабелях, используя это во многих измерительных приложениях для определения давления, температуры, загрязнений, магнитных полей, ускорения и т. д. Волоконно-оптическая технология используется также для изготовления очень надежных гироскопов, у которых вообще нет движущихся частей.
В других технологиях пучки волокон используются для освещения или формирования изображений, как в эндоскопах.
Как обсуждалось в главе 2, сигналы могут передаваться в аналоговой или цифровой форме. Для аналоговой передачи информации сигнал меняется непрерывным образом. Чтобы передать по волоконно-оптическому кабелю информацию в аналоговой форме, нужно менять какое-то свойство света для представления аналоговой информации. Для этой цели используется модулятор, меняющий частоту, амплитуду или фазу света.
Передача по волокнам аналоговых сигналов с очень широкой полосой частот затруднена, поскольку параметры затухания волокон для широкого спектра длин волн неоднородны. Это продемонстрировано на рис. 3.9. Оптические волокна имеют низкое затухание лишь в трех узких рабочих окнах около 850, 1300 и 1550 нм. По этой причине системы с высокой полосой пропускания для дальних расстояний больше подходят для цифровой передачи, что обсуждается в следующем разделе.
Однако при передаче на короткие расстояния аналоговая передача может использоваться в таких приложениях, как замкнутые телевизионные системы и распределенные кабельные телевизионные системы.
Стандартным аналоговым телевизионным сигналам требуется полоса пропускания около 6 МГц. Доступны модуляторы для передачи аналоговых телевизионных сигналов на 850 и 1300 нм. Для более дальних расстояний предпочтительнее длина волны 1300 нм, поскольку у кабеля меньшее затухание. Оптические усилители дороги, поэтому большинство, систем используют единственный транзитный участок без промежуточного усиления. Для надежной работы и обеспечения адекватной силы поступающего в приемник аналогового сигнала используется процесс проектирования оптической системы, описанный в главе 8.