Волоконно-оптические линии связи ВОЛС
В основе построения волоконных оптических линий связи (ВОЛС) положен принцип передачи по волокну световых волн на большие расстояния. При этом электрические сигналы (видео сигналы от видеокамер, сигналы управления видеокамерами и данные), поступают на вход оптического передатчика DFS, и далее преобразуются в световые импульсы, которые с минимальными искажениями передаются по оптоволокну.
Большое распространение волоконные оптические системы получили благодаря целому ряду достоинств, которые отсутствуют при передаче сигналов по медным кабелям (коаксиальные и витая пара) или по радио, в качестве среды передачи:
-широкая полоса пропускания
-малое затухание сигналов
-отсутствие электромагнитных помех
-дальность передачи на десятки километров
-срок службы более 25 лет
-и другие
Оптическое волокно
При построении оптических систем ВОЛС используют многомодовое и одномодовое оптоволокно.
Оптическое волокно состоит из ядра и оболочки. Материалом ядра оптоволокна служит сверхчистое кварцевое стекло, которое и является основной средой передачи по оптоволокну. Удержание светового импульса происходит вследствие того, что коэффициент преломления материала ядра (N1) больше чем у оболочки (N2). Так происходит полное отражение светового луча внутри ядра оптоволокна.
Многомодовое оптическое волокно 50/125 nm и 62,5/125 nm позволяет передавать одновременно несколько сотен разрешенных световых мод, вводимых в оптоволокно под разными углами. Все разрешенные моды имеют разные траектории распространения и, соответственно, различное время распространения по оптическому волокну. Поэтому главный недостаток многомодового оптоволокна – большая величина модовой дисперсии, ограничивающая полосу пропускания, и соответственно, дальность передачи по волокну оптических передатчиков. Многомодовое оптоволокно используется в волоконно-оптических линиях связи (ВОЛС) для передачи по волокну на расстояние не более 4-5 км.
Для уменьшения модовой дисперсии и сохранения высокой полосы пропуская, на практике применяют оптические волокна с градиентным профилем показателя преломления сердцевины кабеля. В отличие от стандартных многомодовых оптических волокон, имеющих постоянный профиль преломления материала ядра, такое оптоволокно имеет показатель преломления N, который плавно уменьшается от центра к оболочке.
Одномодовое оптическое волокно 9/125 nm сконструировано таким образом, что в ядре оптоволокна может распространяться только одна, основная мода. Именно поэтому такие оптические волокна имеют наилучшие характеристики, и наиболее активно используются при строительстве ВОЛС. Основные преимущества одномодовых оптических волокон – малое затухание 0,25 db/км , минимальная величина модовой дисперсии и широкая полоса пропускания.