Волоконно-оптические каналы для обмена информацией. Часть 2.

Прежде всего следует отметить, что световод, так же как и электрический провод, может применяться в качестве одиночного проводника оптического сигнала, но чаще всего он входит в состав оптического кабеля, к которому предъявляются требования, аналогичные требованиям, предъявляемым к электрическим кабелям, наиболее существенными из которых являются следующие: малые размеры и масса; защищенность от электрических и магнитных помех; водонепроницаемость; защищенность от механических воздействий; температурная стабильность, высокая пропускная способность. С точки зрения удовлетворения этим требованиям и следует рассмотреть преимущества оптических кабелей связи перед электрическими.

Световоды и оптические кабели на их основе значительно (в 10—12 раз) легче электрических и меньше по размерам. Наиболее распространенные волоконные световоды имеют диаметр сердечника 50—90 мкм, оболочки 120—150 мкм, что определяет малый расход основного материала (~1 г сверхчистого кварцевого стекла на 1 см длины). Следует обратить внимание на дешевизну и доступность исходного материала — кварцевого песка. Запасы же меди и свинца в мире истощаются, а цены на них постоянно растут (а ведь кабельная промышленность потребляет до 50 % меди и до 25 % свинца от общих ресурсов). При условии одинаковой пропускной способности несколько килограммов меди могут быть заменены 1 г стекла. Запасы кварцевого песка практически не лимитированы и стоимость исходных материалов для создания оптических кабелей относительно низка.

Преимуществом принципиального характера является абсолютная нечувствительность оптических кабелей к внешним электрическим и магнитным полям. Поэтому их можно прокладывать рядом с источниками радиопомех и электрических помех, силовыми магнитами, энергетическими устройствами. Особенно ценно это при необходимости совместной прокладки силовых энергетических и информационных кабелей в условиях ограниченного пространства (отсеки кораблей, бортовое оборудование самолетов и вертолетов и пр.). Следует, кроме того, отметить полную гальваническую развязку передатчика и приемника, отсутствие перекрестных помех между отдельными световодами в кабеле. Поэтому при использовании оптических кабелей отпадают проблемы экранирования, снятия потенциалов, заземления, которые очень сложно решаются при применении электрических кабелей.

В связи с тем что параметры волоконного световода (внешний диаметр, диаметр сердцевины, профиль показателя преломления и др.) не должны существенно меняться по длине (во избежание дополнительных оптических потерь), к материалам световодов, конструкции оптического кабеля предъявляются специфические требования, обеспечивающие защиту от внешних воздействий.

Хотя проблему обеспечения прочности световодов нельзя считать полностью решенной, тем не менее их механический предел прочности при разрыве соответствует прочности стали, хотя хрупкость стекла и приводит к необходимости сохранения при монтаже и эксплуатации относительно большого радиуса изгиба. Незащищенный световод чувствителен к воздействию влаги, имеющейся в атмосферном воздухе, поэтому, в процессе изготовления его покрывают тонкой полимерной защитной пленкой толщиной в несколько микрометров, которая повышает его механическую прочность и упругость, а также обеспечивает временную стабильность его оптических характеристик.