kр эоп(дБ) = [rр(дБ) – uвх(дБ)]/2, где uвх(дБ) = 20lg[Uвх(В)/1 В]. (1.11)

Выводы

При эскизном проектировании могут быть использованы усредненные параметры полупроводниковых источников, приведенные в табл. 1.3. На этом этапе имеется достаточно информации, чтобы выбрать длину волны несущей, тип волокна и источник света. Светодиоды могут использоваться совместно с многомодовым СОВ или ГОВ, но в различных областях оптического спектра. В ступенчатых волокнах преобладают модовые искажения.

Таблица 1.3 Параметры полупроводниковых источников излучения

Материальная дисперсия, обусловленная широким спектром светодиода в таких волокнах, не велика, и ею можно пренебречь. Уменьшение материальной дисперсии, достигаемое выбором лазерного диода, бессмысленно.

По этим причинам, светодиоды обычно выбираются для многомодовых линий связи со ступенчатыми ОВ. Системы, использующие многомодовые ступенчатые волокна и светодиодные источники возможно, по-прежнему будут использоваться в первом окне (0,8…0,9 мкм), где стоимость компонентов не велика. Светодиоды, излучающие в первом окне, не оптимальны для линий связи с градиентными волокнами, потому что материальная дисперсия вызывает значительно большее уширение импульса, чем модовые искажения. Преимущество градиентного волокна обычно исчезает при такой комбинации компонентов. Однако, во втором окне прозрачности (» 1,3 мкм) материальная дисперсия становится минимальной, даже со светодиодным источником излучения. Градиентное волокно и светодиод, работающий в длинноволновой области, могут использоваться для создания системы, передающей информацию с умеренно высокой скоростью на довольно большое расстояние.

Из-за более высоких начальных затрат и увеличенной сложности схемы лазерные диоды используются только тогда, когда это необходимо. Для систем дальней связи с большой емкостью они эффективны при использовании с многомодовыми градиентными или одномодовыми волокнами. Эти системы работают в первом или втором окне прозрачности. Во втором окне затухание в волокне ниже, что позволяет создавать более длинные тракты передачи.

Самые большие значения произведения длины на скорость передачи могут быть достигнуты, когда одномодовый лазерный диод, согласованный с одномодовым волоконным световодом, работает в одном из длинноволновых окон, где затухание волокон невелико.

2 Моделирование оптико-оптического преобразователя(ООП).

Выбор и надлежащее использование ООП требует понимания конструкций волокон и их параметров. В этой главе рассматриваются основные типы волокон и условия распространения волн по ним. Особое внимание обращено на затухание света и дисперсии.

2.1 Затухание света в ОВ

Затухание сигнала в линейном тракте является важным фактором при разработке любой системы связи. Все приемные устройства требуют, чтобы поступающая на их вход мощность, была выше некоторого минимального уровня, так что потери среды распространения ограничивают общую длину линии передачи. Имеются определенные точки в оптической системе, где вносятся потери. Они возникают при вводе света в волокно, непосредственно в самом волокне и в соединениях (неразъемных и разъемных).

Рассмотрим причины потерь в самом волокне в интервале длин волн 0,5…1,6 мкм. В этом участке спектра работает большинство волоконно-оптических систем. Для этой области длин волн существуют волокна с малыми потерями, эффективные источники излучения и детекторы. Для других длин волн этого нет.

Стекло

Большинство интересующих нас стекол состоит из молекул расплавленного стекла (двуокись кремния – SiO2). Стекло является неоднородным по составу – это смесь молекул SiO2, которые имеют изменения в пространственной ориентации молекул в различных точках материала. Это принципиально отлично от структуры кристаллов, в которых составляющие их атомы занимают фиксированные положения в пространстве, и эта структура периодически повторяется. Чтобы изменить значение показателя преломления, в стекло добавляют другие материалы. Обычно легирование выполняют титаном, таллием, германием, бором и другими химическими элементами. Основой является стекло с высоким содержанием двуокиси кремния, из которого может быть сформировано волокно с малыми потерями, если достигнута высокая химическая чистота.