Для передачи информации

Оптическое волокно - среда передачи, используемая в современных назем­ных сетях связи. Если скорости передачи в 1 бит/с соответствует диапазон частот в 1 Гц, то фактически весь ис­пользуемый радиочастотный спектр (3 кГц - 200 ГГц) может быть передан по одному волокну. При современной технологии скорость передачи данных может достигать 100 Гбит/с для одного потока.

Волоко́нно-опти́ческая связь - вид проводной электросвязи, использующий в качестве носителя информационного сигнала электромагнитное излучение оптического (ближнего инфракрасного) диапазона, а в качестве направляющих систем — волоконно-оптические кабели. Благодаря высокой несущей частоте и широким возможностям мультиплексирования, пропускная способность волоконно-оптических линий многократно превышает пропускную способность всех других систем связи и достигает 10 - 15 Тбит/с. Малое затухание сигнала обуславливает возможность применения волоконно-оптической связи на значительных расстояниях без использования усилителей. Волоконно-оптическая связь свободна от электромагнитных помех и недоступна для несанкционированного использования. Волоконно-оптическая связь находит всё более широкое применение - от компьютеров и бортовых космических, самолётных, корабельных систем, до передачи информации на большие расстояния. Общая протяженность волоконно-оптических линий связи исчисляется сотнями миллионов километров.

Оптическое волокно хорошо вписывается в схему цифровой передачи. Передача сигнала по коаксиальному кабелю и паре проводов требует зна­чительно больше повторителей (регенераторов) на единицу дли­ны, по сравнению с ВОЛС. Это соотношение ко­леблется от 20:1 до 100:1. В результате, накопленное дрожание фазы фронтов импульсов при передаче по оптоволокну значительно мень­ше, чем при передаче по медным проводам. Это происходит потому, что накопленное дрожание фазы фронта - функция числа последо­вательно включенных повторителей.

Полезная ширина полосы одиночно излученного светового импульса определяется импульсной передаточной функцией рассматриваемого опти­ческого волокна (ОВ). Пусть В _о — ширина полосы ОВ. Учитывая, что оптическая ширина полосы волокна оп­ределяется импульсной передаточной функцией этого волокна, можно по­казать, что измеренная на уровне -3 дБ (по мощности) оптическая ширина полосы В _ооценивается с помощью показателя «полная ширина полосы на уровне половины от максимума» (FWHM):

В_о = 441/FWHM,

полагая, что В_о измеряется в МГц, a FWHM - в нс.

Время нарастания переднего фронта импульса обратно пропорционально В_о:

t = 315/ В_о

Рис. 1.1. Упрощенная модель ВОСП

Операции в блоках могут быть аналоговыми или цифровыми. Мно­гие кабельные телевизионные системы используют аналоговый фор­мат, со временем, однако он все больше меняется на цифровой. Дру­гая форму аналоговых приложений - передача радиосигналов в их естественной форме без использования частотной модуляции.

Электрооптический преобразова­тель (ЭОП) преобразует цифровой электрический сигнал в оптичес­кий NRZ- или RZ-сигнал или сигнал, использующий манчестерский код. Он также устанавливает требуемый уровень постоянного смещения входных импульсов. Существуют два источника света, широко используемых сегодня на практике: светоизлучающий диод — СИД (LED) и лазерный диод — ЛД (LD). Оба источника используют модуляцию по интенсивности.

Этот источник соединяется с детектором светового сигнала на удаленном конце через одно из оптических волокон в ВОК (другие волокна использу­ются для других целей, в том числе и для резервирования). Оптические волокна внутри кабеля могут быть как одномодовыми, так и многомодовыми. Физические размеры волокна (диаметр его сердцевины) определяют какого оно типа. Существуют как экономичес­кие, так и эксплуатационные соображения, которые могут определять, ка­кой тип волокна нужно использовать для конкретного проекта.

ВОК поставляется на катушках (или барабанах), представляющих одну кабельную секцию, которая имеет длину 1, 2, 5 и 10 км. Соединительные оптические разъемы (или коннекторы) используются на концах ка­белей (с обоих сторон) для соединения кабеля с указанными источником и детектором. Для длинных линий (ВОСП) может потребоваться несколько таких катушек. Строительные длины соединяются друг с другом путем сращивания. Сростки и оптические разъемы рассматриваются в гл. 3. В связи с этим, обычно, рассматриваются два наиболее важных параметра: вносимые потери и возвратные потери. Вносимые потери, вызванные на­личием сростка, должны быть меньше 0,1 дБ, тогда как аналогичные по­тери, вызванные наличием оптического разъема, должны быть меньше 1 дБ. Возвратные потери (или потери на отражение), определяющие уро­вень согласования между сростком и кабелем, должны быть не менее 30 дБ.

Большин­ство ВОСП в настоящее время используют два типа приемников: PIN-диод и лавинный фотодиод (ЛФД). PIN-диод проще и менее чувствите­лен к изменению окружающей среды, так как не имеет внутреннего усиле­ния. ЛФД — более сложен и более чувствителен к изменению окружающей среды, но может обеспечить 10-20 дБ дополнительного усиления.

Волокно в каждый дом (англ. Fiber to the premises, FTTP или Fiber to the home, FTTH) - термин для обозначения широкополосных телекоммуникационных систем, базирующихся на проведении волоконного канала и его завершения на территории конечного пользователя путём установки терминального оптического оборудования для предоставления комплекса телекоммуникационных услуг, включающего: высокоскоростной доступ в Интернет; услуги телефонной связи; услуги телевизионного приёма.