Волоконно-оптический кабель

Волоконно-оптические кабели состоят из центрального проводника света (сердцевины) – стеклянного волокна окруженного другим слоем стекла – оболочкой. Обладающий меньшим показателем преломления, чем сердцевина. Распространяясь по сердцевине лучи света, не выходят за ее пределы, отражаясь от покрывающего слоя оболочки. В зависимости от распределения показателя преломления и величины диаметра сердечника различают:

1) Одномодовое волокно (рисунок А)

2) Многомодовое волокно с плавным изменением показателя преломления (рисунок Б)

3) Многомодовое волокно со ступенчатым изменением показателя преломления (рисунок В)

Понятие (мода) описывает режим распространения световых лучей во внутреннем сердечнике кабеля. В одномодовом кабеле (SMF) используется центральный проводник очень малого диаметра соизмеримого с длинной волны света (от 5 до 10 мкр). При этом практически все лучи света распространяются вдоль оптической оси световода не отражаясь от внешнего проводника. Ширина полосы пропускания одномодового кабеля очень велика до сотен гигагерц на один километр. Одномодовый кабель достаточно дорог и кроме того волокно такого малого диаметра достаточно сложно направить пучок света не потеряв при этом значительную часть его энергии. В многомодовых кабелях (MMF) используются более широкие внутренние сердечники, которые значительно легче изготавливать технологически. В стандартах определены два наиболее употребительных многомодовых кабеля: 62,5 / 125мкр, 50 / 125мкр. Где 62,5 или 50 мкр – это диаметр внутреннего проводника, а 125 мкр – это диаметр внешнего проводника. В многомодовых кабелях во внутреннем проводнике одновременно существуют несколько световых лучей, отражающихся от внешнего проводника под разными углами. Угол отражение луча называется (модой) луча. В многомодовых кабелях с плавным изменениям показателя преломления режим распространения каждой (моды) имеет более сложный характер. Многомодовые кабели имеют более узкую полосу пропускания от 500 до 800 МГц на километр. Сужение полосы происходит из-за потерь световой энергии при отражениях, а также из-за интерференции лучей разных (мод). В качестве источников излучения света волоконо-оптических кабелях применяются светодиоды и полупроводниковые лазеры. Для одномодовых кабелей применяются только полупроводниковые лазеры. Волоконо-оптические кабели обладают отличными характеристиками всех типов – электромагнитными и механическими. У них есть один недостаток – это сложность соединения волокон с разъемами и между собой при необходимости наращивания длины кабеля.