Основы оптоволоконной технологии

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Характерной чертой информационной эры является бурное развитие коммуникаций -- одной из составляющих инфраструктуры информационных технологий. В условиях возросшей потребности в обеспечении надежного канала связи, как в сфере построения глобальных информационных сетей, так и в области промышленной автоматизации возникла необходимость поиска альтернативных технологий передачи данных взамен традиционных, основанных на медном кабеле.

Эта альтернатива -- волоконно-оптическая линия связи (ВОЛС), которая позволяет передавать информацию с существенно более высокими скоростями по сравнению с медным кабелем, невосприимчива к электромагнитному излучению и имеет вполне приемлемые для большинства применений стоимостные показатели в пересчете на канал. Информационный канал при этом содержит оптический излучатель, приемник и среду передачи информации -- оптическое волокно (пластиковая или стеклянная нить).

Толчком к интенсивному развитию волоконно-оптических линий связи послужило решение ряда технологических проблем, связанных с получением качественного оптического волокна (с малым коэффициентом затухания), и достижения в области полупроводниковых лазеров. Безусловно, одним из моментов, способствующих продвижению ВОЛС, явилось развитие цифровых методов передачи информации.

Хочется особо отметить тот факт, что использование оптоволокна является идеальным техническим решением при организации канала связи в системах автоматизации тех производств, где предъявляются повышенные требования к взрывобезопасности.

Не секрет, что оптоволокно нашло широкое применение при построении сетей, как на гражданском транспорте (например, сетей на базе трансиверов, концентраторов и коммутаторов), так и в военной технике. Ввиду существенного снижения веса сетевого оборудования самолетов и кораблей, а также обеспечения высокой устойчивости информационных каналов к сильным электромагнитным импульсам, в том числе и от ядерного взрыва. Кроме того, оптоволокно часто является одним из составных элементов датчиков.

Для начала вспомним основополагающие законы оптики, играющие важную роль для понимания принципа распространения света в оптическом волокне.

Глава 1. Общие сведения

1.1 Отражение и преломление света

Важнейшим оптическим параметром материала является его показатель преломления. По волновой теории света показатель преломления материала (n) выражается через отношение скорости света в вакууме (c) к скорости света в среде данного материала (??):

n = c / х (1)

или оптической длины волны в вакууме (лв.) к длине волны в материале (лм.)

n = лв / лм (2)

Поскольку n > 1 для всех известных веществ, свет распространяется в материале медленнее, чем в вакууме. Рассмотрим случай преломления светового луча при переходе из одной среды в другую.

Углом падения называется угол между перпендикуляром к границе раздела двух сред и падающим лучом (и1). На границе раздела часть света отражается обратно (отражение Френеля). Углом отражения называется угол между перпендикуляром к границе раздела двух сред и отраженным лучом. Оставшаяся часть света пересекает границу раздела, образуя преломленный луч, который распространяется под углом и2. Согласно закону Снеллиуса между углом падения и углом преломления существует следующее соотношение:

n1 sin (и1) = n2 sin (и2) (3)

Если угол падения и1 увеличивается, то при определённом его значении преломленный луч полностью исчезает (и2=90°). Такой угол называется критическим углом скольжения ис:

ис = arcsin (n2 / n1) (4)

При углах больше критического, свет полностью отражается, и во вторую среду не проникает, а интенсивность отражённого луча равна интенсивности падающего. Это явление называется полным внутренним отражением (Рис. 1,в).

Рис. 1. Отражение и преломление света

на границе двух сред

Устройство оптического волокна

Оптическое волокно состоит из двух концентрических слоев: сердечника (ядра) и оптической оболочки, имеющих показатели преломления соответственно n1 и n2. Ядро и оптическая оболочка могут быть изготовлены из одного материала (например, особо чистого кварцевого стекла), изменение показателя преломления при этом достигается подбором специальных добавок, вводимых в чистый расплав кварца. Этот процесс называется легированием. В качестве легирующего вещества чаще всего выступают окислы германия (GeO2), фосфора (P2O5), бора (B2O3), фтор (F), эрбий (Er) и неодим (Nd). В частности, фтор и окись бора уменьшают показатель преломления, а окись германия и окись фосфора его увеличивают.

Рис. 3. Структура оптического волокна

Вокруг оптической оболочки в целях предохранения от внешних воздействий, влияющих на оптические свойства оптоволокна (влага, царапины, микротрещины), наносятся два слоя полимера (акрилат).

Ядро оптоволокна также может быть изготовлено из стекла, а оптическая оболочка из пластика (PCS-оптоволокно). И, наконец, пластиковое оптоволокно имеет ядро и оболочку из пластика.

Показатель преломления сердечника n1 больше показателя преломления оптической оболочки n2. Численная разница показателей преломления невелика -- порядка одного процента. При указании значений этих величин для конкретного оптоволокна используется запись, в которой после численного значения диаметра сердечника через « / » указывается значение диаметра оптической оболочки.

Рис. 2. Входной конус при вводе света

в оптоволокно

Отметим, что часть лучей, называемых косыми (асимметричными), будет двигаться по спиралеобразной траектории, не пересекая ось волокна; при анализе волоконно-оптических процессов они, как правило, не учитываются. Используемые материалы, состав и размеры компонентов определяют физические параметры и особенности оптоволокна. Под основными параметрами оптоволокна понимают профиль показателя преломления, число мод, потери оптической мощности.

Глава 2. Основные параметры оптоволокна.

2.1 Профиль показателя преломления

Распределение значений показателя преломления вдоль диаметра поперечного сечения оптического волокна называют профилем показателя преломления. Различают оптические волокна со ступенчатым профилем,

когда сердечник и оптическая оболочка имеют однородный (но разный) показатель преломления, и с градиентным профилем, когда показатель преломления сердечника плавно уменьшается от центра к краям.

Рис. 4. Профили показателей преломления для одномодового волоконного световода.

2.2 Потери в оптическом волокне

Потери оптической мощности (или затухание) являются результатом поглощения света материалом световода, рассеяния в местах микро- и макроизгибов, а также отражения на концах световода. Коэффициент затухания, отражающий потери оптической мощности, обозначается б и измеряется в дБ/км.

Величину потерь оптической мощности в оптоволокне можно рассчитать из соотношения (10), носящего название закона Бугера:

PL = P0 -бL (10)

оптическое волокно преломление световод

Здесь PL -- величина потерь мощности на длине L, P0 -- величина введенной мощности.

Учитывая, что мощность на выходе оптоволокна меньше, чем на входе, значение потерь, выраженное в децибелах, будет иметь знак минус, который часто опускается в тексте. Для современных типов одномодового оптоволокна величина коэффициента затухания при длине волны 1,3 мкм лежит в диапазоне 0,4…0,45 дБ/км.

Поглощение в оптическом материале определяет долю энергии волны, преобразуемую в тепловую энергию. Под поглощением в материале оптоволокна понимается поглощение света остаточными примесями в кварцевом стекле. У кварцевого стекла это проявляется в наличии полос в частотном спектре поглощения в области длин волн 725, 875, 950, 1125, 1225 и 1370 нм, соответствующих гармоникам фундаментальной частоты колебаний межатомной связи в гидроксильных ионах ОН- и частоте колебаний связи Si-O.

Концентрация ионов OH- один на миллиард дает потери 1 дБ/км при длине волны 950 нм и около 3 дБ/км при 1225 нм. Путь решения этой проблемы очевиден -- дегидратация материала, уменьшающая число гидроксильных ионов OH-.

Другие виды поглощения вызваны остаточными примесями переходных металлов, например ионами Fe3+ и Cr2+. Поглощение света в кварцевом стекле вызывается и легирующими примесями, добавляемыми в стекло для изменения показателя преломления.

Рассеяние определяет часть оптической энергии, которая переизлучается в направлении, отличном от первоначального. Рассеяние света вызвано присутствием в стекле микроскопических неоднородностей и изменением величины плотности самого материала (кварца). Это явление описывается как релеевское рассеяние, интенсивность которого обратно пропорциональна длине волны в четвертой степени.

Неоднородности появляются как неизбежное зло в процессе изготовления оптоволокна. Как правило, чем ниже температура осаждения стеклообразующего вещества, тем меньше флуктуации плотности материала. При длине волны 1000 нм потери за счет рассеяния составляют порядка 0,75 дБ/км.

Потери, вызванные микро- и макроизгибами волокна, неизбежны всякий раз, когда волокно имеет отклонения от правильной геометрической формы или не размещено вдоль прямой линии. Микроизгибы носят случайный характер и являются вариациями профиля границы ядра и оптической оболочки, то есть фактически проявлением технологического дефекта.

Макроизгибы являются следствием неправильной прокладки оптоволоконного кабеля. Кроме увеличения затухания, при этом снижается предел прочности кабеля на разрыв (максимально допустимая нагрузка на растяжение или изгиб, не приводящая к повреждению световода, для стандартного оптоволоконного кабеля фирмы Siemens -- до 800 Н при кратковременном воздействии).

Потери, связанные с отражением на концах световода, обусловлены отражением Френеля, о котором говорилось ранее. В разговоре о потерях хотелось бы подчеркнуть фундаментальное отличие между оптическим кабелем и медным (витая пара, коаксиал): в случае медного проводника потери в линии пропорциональны увеличению частоты передаваемого сигнала, в то время как потери в оптическом волокне практически постоянны для широкого диапазона частот.

Отдельно хочется остановиться на вопросах температурной и радиационной стойкости оптоволокна. Температурные колебания оказывают влияние на абсолютные значения коэффициентов преломления ядра и оптической оболочки, а следовательно, и на их разность, что может приводить к нарушению условий существования одной моды и появлению дополнительных мод. При этом перераспределение энергии между модами приведет к потере мощности основного сигнала.

Различие коэффициентов теплового расширения стеклянного сердечника и полимерной оптической оболочки увеличивает потери на микроизгибах. Поскольку температурные колебания ухудшают прочностные характеристики оптоволокна и кабеля в целом, диапазон температур, допустимых при прокладке кабеля (-5…+50°С для кабелей Belden и Siemens), более узкий по сравнению с диапазоном рабочих температур.

Надо подчеркнуть, что перечисленные проблемы, как правило, являются следствием резких перепадов температуры, а не стабильно высоких или низких её значений, так как диапазон рабочих температур оптоволоконных кабелей обычно лежит в границах -40…+70°С (например, -30…+70°С для кабелей фирмы Belden или -25…+60°С для кабелей фирмы Siemens), что в большинстве случаев соответствует требуемым условиям эксплуатации.

Радиационная стойкость -- это способность оптоволокна противостоять действию ионизирующего излучения (гамма-излучение, потоки нейтронов и т.д.). Под действием ионизирующего излучения, изменяющего структуру стекла, оптоволокно «темнеет», увеличивая потери мощности за счёт появляющейся структурной неоднородности волокна.

Величина потерь зависит от типа излучения, дозы облучения и времени экспозиции. Под воздействием радиации происходит ионизация молекул SiO2, миграция электронов, миграция легирующих примесей и образование гидроксильных ионов OH- из свободного водорода.

Продолжительное экспонирование волокна при низкой интенсивности облучения приводит к более сильному «потемнению», чем та же доза, полученная за более короткое время. После прекращения воздействия облучения наступает постепенное восстановление пропускной способности волокна. Например, при действии радиоактивного излучения 3700 рад в течение 3 нс (условия ядерного взрыва) затухание может достигать 1000 дБ/км, и уже через 10 с величина потерь становится меньше 5 дБ/км. Имеются данные, на основании которых можно сделать следующий вывод: оптоволокно с ядром из стекла с высоким содержанием гидроксильных ионов OH- после воздействия излучения работает лучше, так как ионы OH-, поглощая энергию ионизирующего излучения, уменьшают вероятность образования дефектов и сокращают время восстановления. В общем случае существенными факторами, влияющими на радиационную стойкость оптоволокна, являются тип легирующей добавки в материале ядра, диаметр ядра и тип оптической оболочки.

Глава 3. Виды волоконных световодов

3.1 Основные виды волоконных световодов

Рассмотрим, как световой сигнал распространяется в световоде. Из-за многократного отражения луча от стенок световода, световой импульс, пройдя по оптоволокну, трансформируется в серию мод. При этом в конечную точку могут прийти лучи, которые вошли в световод в один и тот же момент времени, но под разным углом. Как следствие, эти лучи (моды) проходят разные расстояния и "появляются на приемном конце" не одновременно. Это явление получило название межмодовой дисперсии. Чем больше длина оптоволокна, тем больше будет разброс по времени прибытия, тем меньше будет полоса пропускания.

В приближении геометрической оптики точечный излучатель у одного из торцов оптоволокна может быть трансформирован в решетку синфазных излучателей, находящихся друг от друга на расстоянии, равном диаметру оптоволокна. Диаграмма направленности каждого из излучателей ограничена углами полного внутреннего отражения, и, в зависимости от расстояния между ними (или диаметра оптоволокна), набег разности фаз между излучателями может быть достигнут только в одном направлении (случай одномодового волокна) или сразу в нескольких (многомодовое волокно). В указанных направлениях излучения от излучателей будут складываться синфазно, образуя распространяющиеся волны или, иначе говоря, моды. Ясно, что для того, чтобы достичь другого торца волновода, разным модам придется пройти разное расстояние.

В зависимости от способа борьбы с межмодовой дисперсией все оптические волокна можно разделить на несколько подвидов:

- многомодовые ступенчатые

- многомодовые градиентные

- одномодовые.

3.2.1 Многомодовые волоконные световоды

В случае многомодового волокна диаметр сердечника (50…1000 мкм) по сравнению с длиной световой волны (1300 нм) относительно большой. Свет может распространяться в волокне в различных направлениях или модах, что и определяет название многомодовых световодов.

Многомодовые ступенчатые волоконные световоды

В волокне с шаговым индексом коэффициент преломления (возможность материала отражать свет) постоянен по всему сечению сердечника. Это приводит к тому, что лучи света, распространяются в нем, так как показано на рис. 5.

Рис. 5. Распространение излучения в ступенчатом многомодовом волоконном световоде (1 - входной импульс; 2 - дисперсия; 3 - выходной области; 4 - коэффициент преломления; 5 - мода высокого порядка; 6 - мода низкого порядка).

В многомодовом волокне лучи света, соответствующие различным модам, проходят различные дистанции. Если в такое волокно ввести короткий импульс света, то его лучи прибудут на противоположный конец через различные промежутки времени, и выходной импульс будет шире, чем входной. Это явление называют модовой дисперсией. Она ограничивает число импульсов в секунду, которые могут быть переданы через волокно и все ещё распознающихся на противоположном торце, как отдельные импульсы. По этой причине пропускная способность волокна с шаговым индексом невелика и составляет 20…30 МГц для кабеля длиной 1 км. Ступенчатые волокна вследствие их дешевизны наиболее привлекательны для использования в локальных сетях и даже в домашнем быту.

Многомодовые градиентные волоконные световоды

За счёт сложного легирования оптоволокна можно добиться плавного уменьшения показателя преломления от центра к оболочке волокна. Тогда моды, хотя и будут по-прежнему проходить разные пути, но делать это за одинаковое время. Погонная полоса пропускания по сравнению со ступенчатым волокном заметно увеличивается, до 100…1000 МГц/км.

Показатель преломления градиентных волокон обычно имеет параболический профиль, который получают, вводя в однородную стеклянную нить специальные добавки. В результате, при прочих равных условиях, число распространяющихся мод уменьшается примерно в два раза в сравнении со ступенчатым волноводом.

Волоконно-оптические линии связи на многомодовом волокне обладают интересным свойством: полоса пропускания линейно зависит от длины кабеля, поэтому её измеряют не в абсолютных, а в удельных показателях, обычно в МГц·км. Так, волоконно-оптический кабель с характеристикой 100 МГц·км при длине 100 м будет иметь полосу пропускания 1 ГГц. Понять причину этого свойства нетрудно, рассмотрев, какое расстояние пройдет луч (мода) в зависимости от угла входа в световод (рис.6).

Рис. 6. Распространение излучения в градиентном многомодовом волоконном световоде (1 - входной импульс; 2 - дисперсия; 3 - выходной области; 4 - коэффициент преломления)

Пусть в момент t = 0 на входе оптического волокна подается световой импульс. Его лучи будут распространяться в разных направлениях. Заданное расстояние L быстрее всех пройдет луч, идущий вдоль оси (ц=0). Последним придет луч, вошедший под критическим углом (ц = цкр). Величина запаздывания между ними определяется как

ДT = (n1/n2)(L/c)Дn

где с - скорость света в оптоволокне.

Лучи, вошедшие в волновод под углом 0 < ц цкр, придут с запаздыванием в интервале 0... ДТ. Таким образом, следующий импульс не может быть принят, пока не "утихнут" моды предыдущего. Удельная пропускная способность (от нее можно перейти к полосе пропускания) может быть вычислена так:

ДT/L = (n1/n2)(Дn/c)

Эта формула не является точной, так как основана на предположении об идеальности источника света, световода и фотоприёмника. С её помощью можно давать только приблизительные оценки пропускной способности. Например, при Дn = 1% (реальное ступенчатое оптоволокно) пропускная способность составит ДT/L = 3,3·10-8 мкс/км (или погонная полоса пропускания 300 МГц·км).

Для многомодового волокна с последовательным индексом коэффициент преломления плавно (последовательно) изменяется от максимума в самом центре до минимума по краям. Такая конструкция использует тот факт, что свет распространяется быстрее в материалах с низким коэффициентом преломления, чем в материалах с высоким коэффициентом. Поэтому световой импульс, распространяясь в таком волокне, имеет гораздо меньшую модовую дисперсию, а кабель за счёт этого - гораздо большую погонную полосу пропускания от 100 МГц·км до 1300 МГц·км. Наиболее популярный тип многомодового волокна, используемого в локальных компьютерных сетях, обычно обозначается как MM 62.5/125. Здесь ММ означает MultiMode или многомодовое волокно с диаметром сердечника 62,5 мкм и диаметром оболочки 125 мкм.

Из-за сложного процесса изготовления, градиентное оптическое волокно относительно дорого (даже дороже, чем одномодовое волокно), но зато пассивные элементы для него - не такие дорогие, как для одномодового волокна. Многомодовые градиентные волокна используются в небольших и средних телекоммуникационных системах, например, в локальных сетях.

3.2.2 Одномодовые волоконные световоды

Количество мод в существенной степени зависит от диаметра волокна. Так что если диаметр волокна окажется сравнимым с используемой длиной волны, то по волокну будет распространяться только одна мода (рис.7).

Рис. 7. Одномодовый волоконный световод

Для точного вычисления максимального диаметра одномодового волокна можно воспользоваться формулой, которая определяет условие одномодовости:

где nс, nоб - показатели преломления сердцевины и оболочки;

л - длина волны светового сигнала;

D - диаметр волокна.

В частности, для л = 0,85 мкм, n = 1,46 и Дn = 0,002 одномодовое волокно должно иметь диаметр 8,5 мкм.

Из условия одномодовости вытекает важное следствие: оптоволокно некоторого малого диаметра при одной длине волны источника света будет одномодовым, а при другой - многомодовым.

Для волоконно-оптических линий с одномодовым волокном, где межмодовая дисперсия отсутствует, строгой линейной зависимости полосы пропускания от длины линии нет. Поэтому полоса пропускания этих линий измеряется в абсолютных, а не в удельных величинах.

Свою лепту в уменьшение пропускной способности вносит не только межмодовая дисперсия, но и так называемая хроматическая дисперсия (или дисперсия материала). Дело в том, что показатель преломления (скорость распространения света) зависит и от длины волны. Так как источники света (особенно светодиоды) испускают излучение в некотором диапазоне длин волн, то разность скоростей распространения создает дополнительное размывание светового импульса на приёмном торце.

Полоса пропускания одномодового волокна составляет около 30 ТГц, что на несколько порядков больше, чем у первых двух видов, и мало зависит от длины. В магистральных линиях, вследствие ограничений по частоте, вносимых оптическими усилителями, она ограничена 3 ТГц. Для одномодового волокна диаметр сердечника составляет 8 мкм, что гораздо ближе к обычно используемой длине волны 1300 нм. Это позволяет передавать свет одной нулевой модой и полностью устранить эффект модовой дисперсии, о котором шла речь выше. Однако дисперсия присутствует и называется частотной, она связана с тем, что свет с разной длиной волн (разного цвета) распространяется в волокне с различной скоростью. Таким образом, пропускная способность такого кабеля хотя и увеличивается, но остается ограниченной ~ 100 ГГц и в достаточно сильной степени зависит от спектральной чистоты источника света. Хотя такое волокно и позволяет передавать данные на гораздо большие расстояния - десятки километров, одномодовые системы достаточно дороги, потому что в качестве источника света в них используют сравнительно дорогие лазеры с очень узким спектральным составом излучаемого света. Наиболее популярный тип одномодового волокна обычно обозначается как SM 8/125. Здесь SM означает SingleMode или одномодовое волокно с диаметром сердечника 8 мкм и диаметром оболочки 125 мкм.

Сегодня одномодовые волокна, используемые в российских линиях, имеют затухание всего 0,22 дБ/км (оптическое волокно Sumitomo имеет затухание 0,154 дБ/км), а в лабораториях США получено так называемое фтороцирконатное волокно с ещё меньшим затуханием - всего 0,02 дБ/км.

Одномодовые волокна, благодаря широкой полосе пропускания, находят применение в крупных информационных магистралях. Характеристики одномодовых волокон таковы, что можно смело утверждать, что в будущем они будет играть доминирующую роль. Вдобавок, как показывает опыт, высокотехнологический продукт быстро падает в цене, как только его начинают производить в больших масштабах.

Глава 4. Значение волоконных световодов для связи

Мир вступает в третье тысячелетие и одновременно в информационную эпоху, или тера-эру. Последнее название отражает достигнутый недавно уровень скоростей передачи и обработки информации - 1012 (тера) бит/с и 1012 операций в секунду соответственно. Информационная эра характеризуется, с одной стороны, непрерывно растущими потребностями мирового сообщества в обмене информацией, а с другой - технической возможностью практически полностью удовлетворить их.

История цивилизации - это и история развития средств связи и передачи информации, потребности в обмене которой всегда превышали технические возможности. Поэтому любое государство особо заботилось о развитии техники связи, вкладывая большие средства и используя новейшие достижения науки и техники. В качестве примера можно привести полную драматизма историю прокладки телеграфного кабеля по дну Атлантического океана между Европой и Америкой в 1857-1858 гг., через 20 с небольшим лет после изобретения телеграфа Самюэлем Морзе. Это событие мирового значения прекрасно описано Стефаном Цвейгом в новелле "Первое слово из-за океана".

В этом же ряду - развитие радио- и волоконно-оптической связи. Последние конференции по волоконно-оптической связи - в 1999 г. в Сан-Диего (США) и в Ницце (Франция), а в марте этого года в Балтиморе (США) - продемонстрировали небывало бурное её развитие и выдающиеся результаты в увеличении скорости передачи информации по волоконному световоду.

Достижения в области источников света, оптических усилителей, волоконных световодов и других элементов систем со спектральным уплотнением каналов позволили всем крупным телекоммуникационным фирмам разработать системы связи со скоростью передачи информации более 1 Тбит/с. Вот несколько результатов, которые дают представление об уровне работ в этой области:

- для фирмы Lucent Technology Т.Н.Нильсен с соавторами разработал систему из 40 каналов с общей скоростью передачи информации 1.6 Тбит/с. Источниками излучения служили 40 полупроводниковых лазеров с распределенной обратной связью, а оптическим усилителем - гибридный (рамановский + эрбиевый).

- французские исследователи С. Биго и другие (Alcatel Corporate Research Center) объединили в одном волоконном световоде 150 каналов, скорость передачи информации каждого из них -10 Гбит/с, а суммарная - 1.5 Тбит/с. Источники излучения - 150 полупроводниковых лазеров, оптическим усилителем служит специальный эрбиевый с полосой усиления 80 нм.

Рис. 8. Изменение относительной информационной емкости систем связи за последние 100 лет

Из рис. 1 видно, что за 90 лет информационная ёмкость линий связи возросла на пять порядков, начиная с первых телефонных линий, скорость передачи информации которых составляла 1 бит/с. Примерно такой же рост отмечен и за последние 20 лет - достигнута скорость порядка 1 Тбит/с. Масштабы развития волоконно-оптической связи действительно поразительны. Мировое производство волоконных световодов в настоящее время составляет 60 млн. км/год, то есть каждую минуту в системах связи прокладываются более 100 км волоконных световодов. Все материки связаны между собой подводными волоконно-оптическими кабелями связи, общая длина которых достаточна, чтобы обмотать земной шар шесть раз. Разработка широкополосных оптических усилителей привела к созданию в конце 90-х годов экспериментальных волоконно-оптических систем связи со спектральным уплотнением 100 и более каналов, что позволило достичь суммарной скорости передачи информации более 1 Тбит/с. Это было отмечено на европейской конференции по данной теме в сентябре 1999 г. в Ницце.

Нет никаких сомнений, что в ближайшие годы волоконно-оитические системы со скоростями передачи информации >1 Тбит/с найдут широкое коммерческое применение. Однако уже сейчас ясно, что и эти скорости не смогут удовлетворить наши растущие потребности. Ведь известно, что число пользователей Интернета постоянно растет: в 1998 г. их было около 25 млн. человек, в 1999 г. - 144 млн.; видимо, уже скоро эта цифра возрастет на порядок. В России число зарегистрированных пользователей Интернета в 1999 г. составило 2.5 млн. человек. Портативный персональный компьютер с выходом в сеть Интернет станет таким же необходимым и доступным инструментом для получения информации, развлечений и общения, как телевизор и телефон.

Мир вступил в информационную эру. Это означает, что уровень развития любой страны будет определяться прежде всего уровнем информатизации.

Вывод

Таким образом, волоконные световоды активно используются для передачи оптических сигналов на большие расстояния и в широкой полосе частот. Наибольшее применение волоконные световоды нашли в локальных компьютерных сетях (как в домашних, так и на производствах), кабельном телевидении, волоконно-оптических линиях связи.

Использование волоконных световодов позволит удовлетворить потребность в высокоскоростных линиях передачи данных, а также в обеспечении долговременного запаса прочности на будущее; стремление достигнуть максимальной защищенности от помех и от несанкционированного доступа извне.

Масштабы развития волоконно-оптической связи действительно поразительны. И новые результаты в скорости передачи информации с помощью волоконных световодов не заставят себя долго ждать.

Используемая литература

Волоконная оптика в измерительной и вычислительной технике/ А.Н.Казангапов, А.Л.Патлах, Р.Вильш, г.Швотцерг и др. - Алма-Ата: Наука, 1989.

Волоконно-оптические датчики/ [Т.Окоси, К.Окамото, М.Оцу и др.]; перевод с яп. Г.Н.Горбунова. - Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд.-ние, 1991.

Д.Дж.Стерлинг, младший. Техническое руководство по волоконной оптике. - М.: ЛОРИ, 1998.

Квєтний Р.Н. Математичні моделі розповсюдження хвиль у волоконних світловодах: Монографія/ Р.Н.Квєтний, Коцюбинський. - Вінниця: універсам, 2003.

Матвеев А.Н. Оптика [Учебн. Пособие для физ.спец. вузов]. - М.: Высшая школа, 1985.

Одномодовые волоконные световоды с модифицированной дисперсией / А.В. Белов, А.С. Курков, С.И. Мирошниченко, В.А. Семенов // Волоконная оптика. М.: Наука, 1993.

Размещено на Allbest.ru