Волоконно-оптические каналы для обмена информацией. Часть 3.

Одна из типовых конструкций оптического шестиволоконного кабеля для ЭВМ представлена на рис. 4.12. В этой конструкции предусмотрены элементы, обеспечивающие защиту волоконных световодов от механических, климатических и других видов внешних воздействий. Световод свободно уложен в защитную полимерную трубку, что уменьшает влияние деформаций элементов кабеля на волокно, происходящих при изменении температуры. Сердечник выполняет роль силового (армирующего) или демпфирующего элемента. Допустимое относительное удлинение оптических волокон составляет около 0,5% т. е. значительно меньше, чем у медных проводников (до 10%). Поэтому выбор материала и конструкции армирующих элементов в оптических кабелях существен. В настоящее время в мире выпускаются одно- и многоволоконные оптические кабели, с малыми оптическими потерями, чрезвычайно разнообразные по примененным материалам и конструкциям.

Большое значение имеют работы по созданию световодов, устойчивых к воздействию ионизирующих излучений, под влиянием которых в световодах происходят дополнительные потери энергии, достигающие сотен и тысяч децибел на километр. Эти потери зависят от многих факторов: дозы излучения; материала, из которого выполнен световод; технологии его изготовления; длины волны проходящего по световоду излучения и др. Установлен факт резкого уменьшения наведенного поглощения при использовании длин волн λ = 1,2÷1,5 мкм.

В настоящее время достигнуты высокие параметры для световодов различных типов. Для многомодовых световодов с градиентным профилем показателя преломления внешний диаметр d = 125 мкм, диаметр сердцевины d_с = 50 мкм, числовая апертура А = 0,2. В зависимости от формы профиля показателя преломления полоса пропускания может составлять от 2—3 МГц*км до 1 ГГц*км. Оптические потери при λ = 0,8÷0,9 мкм составляют 2,5—4 дБ/км, а для λ = 1,2÷1,6 мкм — менее 1 дБ/км.

У многомодовых световодов со ступенчатым профилем показателя преломления d = 125÷140 мкм, d_с = 50÷100 мкм, А = 0,2÷0,3 при полосе пропускания в несколько десятков мегагерц на километр. Оптические потери при λ = 0,8÷0,9 мкм составляют 3—5 дБ/км и при λ < 1 мкм около 1 дБ/км. У одной из разновидностей многомодовых световодов из кварцевого стекла с полимерной оболочкой из силиконовой резины, особенно перспективных при применении светоизлучающих диодов для локальных сетей связи и соединения СЭВМ, d_с ≈ 100÷600 мкм, полоса пропускания примерно 20—30 МГц*км, а потери менее 10 дБ/км для λ = 0,8÷0,9 мкм. Одномодовые световоды характеризуются следующими параметрами d_с ≈ 5 8 мкм для λ = 0,8÷0,9 мкм и около 10 мкм для λ = 1,3÷1,5 мкм, А = 0,08÷0,1. Максимальная полоса пропускания — 100 ГГц*км для λ ≈ 1,3 мкм. Оптические потери достигают 2—3 дБ/км (λ = 0,84÷0,9 мкм) и 0,2—0,5 дБ/км (λ = 1,34÷1,6) — близко к теоретическому пределу.