Plastics_12_2_2013

w w w . p l a s t i c s . r u 59 ИЗДЕЛИЯ И ПОЛУФАБРИКАТЫ П Л А С Т И К С № 1 2 / I I ( 1 3 0 ) 2 0 1 3 Дальность распространения света в опти- ческом волокне ограничена из-за рассеива- ния, возникающего в канале. Неоднород- ность затухания света в оптическом волокне в разных диапазонах длин волн обусловле- на неидеальностью среды, наличием при- месей, резонирующих на разных частотах. Затухание сигнала в оптическом волокне обуславливается двумя основными фактора- ми — рэлеевским рассеянием и инфракрас- ным поглощением. С ростом длины волны рассеяние уменьшается пропорционально четвертой степени частоты, а поглощение, наоборот, возрастает. В то же время присут- ствующие в оптическом волокне ионы OH создают области сильного поглощения, на- зываемые водяными пиками. Центральные частоты водяных пиков приходятся на дли- ны волн 1290 и 1383 нм. Оптоволоконные кабели делятся на два вида: одномодовые и многомодовые. У одномодовых кабелей связи внутри сердечника распространяется лишь одна мода электромагнитного излучения (луч), за счет чего исключается влияние диспер- сионных искажений. С помощью специ- ального устройства мода вводится в опто- волоконный кабель, как правило, под углом 45°. Максимальная длина оптоволоконной линии связи без усиления составляет около 120 км. По многомодовому волокну распростра- няется несколько мод излучения — каждая под своим углом, из-за чего импульс света испытывает дисперсионные искажения. Принцип распространения моды в много- модовом кабеле тот же, что и в одномодовом, в такой тип кабеля можно вводить от десяти до сотни мод. Многомодовые волокна подразделяются на ступенчатые и градиентные. В ступенчатых волокнах показатель пре- ломления от оболочки к сердцевине изме- няется скачкообразно. В градиентных волокнах показатель пре- ломления сердцевины плавно возрастает от края к центру. Это приводит к явлению реф- ракции в сердцевине, благодаря чему сни- жается влияние дисперсии на искажение оптического импульса. Преимуществом одномодового оптоволо- конного кабеля является то, что мода может распространяться на большие расстояния без использования усиления. Также характер- ным плюсом является то, что одномодовый кабель обеспечивает один высокоскорост- ной канал связи, по которому в кратчайшие сроки можно передавать большой объем информации. Положительными свойствами много- модового оптоволоконного кабеля являет- ся то, что, используя один кабель, можно передавать большой поток информации по нескольким каналам, при этом информация не будет накладываться. В зависимости от длины волны из- лучения в оптическом кабеле существуют несколько так называемых окон прозрач- ности. Окно прозрачности (Transmission Window, Telecom Window) — это диапазон длин волн оптического излучения, в кото- ром имеет место меньшее, по сравнению с другими диапазонами, затухание излу- чения в среде, в частности в оптическом волокне. Стандартное ступенчатое оптическое волокно имеет три окна прозрачности: пер- вое — 850 нм, второе — 1310 нм и третье — 1550 нм. Кнастоящему времени разработаны четвертое (1580 нм) и пятое (1400 нм) окна прозрачности, а также оптические волокна, имеющие относительно хорошую прозрач- ность во всем ближнем инфракрасном диа- пазоне. Затухание в разных окнах прозрачности неодинаково: наименьшая его величина — 0,22 дБ/км — наблюдается на длине волны 1550 нм, поэтому третье окно прозрачности используется для организации связи на боль- ших расстояниях. Во втором окне прозрач- ности (1310 нм) затухание выше, однако для этой длины волны характерна нулевая дис- персия, поэтому второе окно используется на городских и зоновых сетях небольшой протяженности. Первое окно прозрачности (850 нм) используется в офисных оптических сетях; использование этого окна прозрачно- сти незначительно. Применение технологии очистки оптиче- ского волокна позволило уменьшить потери в водяномпике (области сильного поглощения) на длине 1383 нм до величины 0,31 дБ/км, что даже меньше потерь во втором окне прозрач- ности (0,35 дБ/км). Структура кабеля Различают стеклянные и полимерные оптические волокна (ПОВ). Стеклянные оптические волокна делаются из кварцево- го стекла, но для дальнего инфракрасного диапазона могут использоваться и другие материалы, такие как фторцирконат, фтор- алюминат и халькогенидные стекла. Как и другие стекла, эти материалы имеют пока- затель преломления около 1,5. Сердечник полимерных оптических во- локон изготавливается из таких высоко- прозрачных полимеров, как полиметил-