или уменьшения NA. Таким образом, одномодовый режим передачи сигнала по волокну может быть обеспечен настройкой этих параметров.

Рис. 5.7 демонстрирует число мод, поддерживаемых тремя различными видами распространенных волокон, работающих на двух различных длинах волн. Для одного и того же волокна переход с рабочей длины волны 1300 нм на длину волны 850 нм приводит к увеличению числа поддерживаемых волокном мод почти в два раза. Аналогично, уменьшение диаметра ядра также существенно уменьшает число мод.

Сравнение волокон

в таблице 5.1 представлены типичные характеристики различных волокон. Напомним, что смысл параметра NA будет в целях удобства изложения пояснен в следующей главе. Сейчас же отметим, что, качество и физические свойства волокон могут значительно различаться. Термин качество рассматривается в широком смысле: лучшее качество означает более широкую полосу пропускания, большую информационную емкость и низкие потери. Низкая стоимость и безопасность делают более конкурентными другие типы волокон. Таблица содержит также некоторое обобщение, касающееся низких потерь и полосы пропускания:

Волокна в соответствии с их качеством могут быть расставлены в следующем порядке:

Пластиковые PCS

Стекло со ступенчатым индексом

Волокно со сглаженным индексом

Одномодовое волокно

Чем меньше размер ядра, тем лучше качество.

Стеклянное волокно лучше пластикового.

Отметим, что такого рода классификация ни в коей мере не исключает более детальной классификации и не претендует на исчерпывающее изложение предмета. Волоконно-оптический кабель должен соответствовать конкретным требованиям. При передаче только нескольких тысяч битов в секунду на несколько метров достаточно использовать пластиковый кабель. Пластиковое волокно дешевле, так же как и совместимые с ним компоненты: источники, детекторы и соединители. Использование одномодового волокна для таких задач походило бы на использование Феррари для поездки в соседний магазин. Выбор волокон с заведомо худшими характеристиками определяется конкретной задачей. Каждое волокно хорошо по-своему.

Таблица 5.1. Типичные характеристики волокон

Диаметр моды приведен для одномодовою волокна, реальный диаметр мен uiie. илерсия на нанометр ш ирины источника. 1l ластиковые волокна обы w используют на расстояния до 100 м, со скоростыо пе р дачи 50 М б/сек.

Заключение

Существует три вида волокон: со ступенчатым индексом, со сглаженным индексом и одномодовое.

Дисперсия - это один из факторов, ограничивающих качество волокна. Для уменьшения дисперсии используют волокна со сглаженным индексом или одномодовые волокна.

Диаметр ядра позволяет грубо оценить качество волокна: чем меньше диаметр, тем шире полоса пропускания и меньше потери.

Суш;ествуют волокна разного качества, находяш;ие применение в различных областях техники.

Диаметр модового поля определяет поперечный размер излучения, передаваемого по одномодовому волокну.

Одномодовое волокно использует как ступенчатый индекс, так и более сложные профили показателя преломления.

Контрольные вопросы

1. Назовите две основные части оптических волокон.

2. Назовите три вида волокон в зависимости от их состава.

3. В соответствии с каким принципом свет распространяется вдоль волокна со ступенчатым профилем показателя преломления?

4. Каким будет качество волокна при уменьшении размера ядра? В случае его увеличения?

5. Как называется путь сохранения энергии в волокне?

6. Как называется волокно с единственно возможной траекторией распространения света?

7. Как называется волокно с переменным показателя преломления ядра?

8. В какой части волокна индекс преломления выше: в ядре или в оптической оболочке?

9. (Да/Нет) Модовая дисперсия постоянна для всех длин волн.

10. (Да/Нет) Преимущество волокна со сглаженным индексом заключается в том, что длины волн, соответствующие минимуму потерь и минимуму дисперсии, всегда совпадают.