Klasyfikacja światłowodów

Ze względu na materiał

a) światłowody kwarcowe (rdzeń i płaszcz ze szkła kwarcowego , tłumienei rzędu 0,2dB/km dla l-1,55 µm

b) światłowody szklane (rdzeń i płaszcz ze szkieł wieloskładnikowych), tłumienei 10-1000dB/km w zależności od czystości i jednorodności szkieł

c) światłowody plastykowo-szklane (rdzeń ze szkła kwarcowego lub wieloskładnikowego- płaszcz polimerowy lub rdzeń bez płaszcza)

Ze względu na stosunek średnicy rdzenia do płaszcza

a) światłowody cienkordzeniowe – są to klasyczne światłowody telekomunikacyjne średnica rdzenia 50 µm – płaszcza 125µm

b) światłowody grubo rdzeniowe przeważnie plastykowe lub plastykowo-

c) szklane –srednica rdzenia rzędu 100-1000µm , grubośc otoczki płaszcza 100-500µm

Ze względu na kształty geometryczne

a) włókniste (telekomunikacyjne)

b) płaskie

Ze względu na ilośc prowadzonych modów

a) wielodomowe – prowadzą setki i tysiące modów

b) światłowody jednomodwe- prowadź jeden mod o dóch możliwych polaryzacjach średnica rdzenia zależy od długości fali liczonej z zależności:

a- średnica rdzenia

- długośc fali

n-współczynnik załamania

c- tzw częstotliowśc odcięcia

V- tzw częstotliowśc unormowana i w zakresie transmitowanych długości fal -,8- wynosi 5-10 µm

c) światłowody quasijednomodowe- prowadzą kilka lub kilkadziesiąt modów – otrzymuje się je wówczas gdy liczba V jest bliska (niewiele większa) liczbie (częstottlwiości0 odcięcia Vc drugiego modu V=Vc

Ze względu na rozkład współczynnika załamania (tzw. Profil światłowodu)

a) światłowody skokowe- współczynnik załamanai rdzenai i płaszcza zmeiani się skokowo przy czym różnica współczynników załamania wynosi ok. 1%

b) światłowody gradientowe- rozkład współczynnika załamania w rdzeniu jest niejednorodny i asymptotycznie dązdy do wartości do współczynnika załamania płaszcza

c) światłowody typu W- światłowody o skokowo zmieniającym się współczynniku załamania wzdłuż promienia

Parametry opisujące światłowód telekomunikacyjny

1. Pasmo przenoszenia MHz*km Mbit/s*km

2. Tłumienie jednostkowe dB/km

3. Aparatura numeryczna NA

Apertura numeryczna NA (ang. Numerical Aperture) definiowana dla światłowodów jako sinus kąta stożka akceptacji, tzn. maksymalnego kąta w stosunku do osi rdzenia włókna, pod którym światło wprowadzone do światłowodu nie będzie z tego włókna uciekać (z powodu niezachowania warunku dla całkowitego wewnętrznego odbicia).

Dyspersja modowa

Dyspersja modowa występuje w światłowodach wielomodowych. Impuls światła wiedziony przez światłowód jest superpozycją wielu modów, z których prawie każdy, na skutek różnych kątów odbicia od granicy rdzenia, ma do przebycia inną długość drogi między odbiornikiem a nadajnikiem. Dyspersja modowa światłowodów skokowych przekracza znacznie wszystkie pozostałe dyspersje. Dodatkowo z powodu dużego tłumienia jednostkowego tych włókien docierający sygnał ma wyraźnie inny kształt i mniejszą amplitudę. Zniekształcenie to rośnie wraz z długością światłowodu. Ograniczenie dyspersji modowej i zwiększenie pasma światłowodów wielomodowych do 1200 MHz×km uzyskano wprowadzając włókna gradientowe.

Dyspersja chromatyczna

Z racji tego, że światłowody jednomodowe propagują tylko jeden mod, nie występuje tutaj zjawisko dyspersji międzymodowej. Uwidacznia się natomiast inny, dotychczas niewidoczny rodzaj dyspersji, dyspersja chromatyczna. Składają się na nią dwa zjawiska: dyspersja materiałowa i falowa.

Dyspersja materiałowa

Dyspersja materiałowa powodowana jest zmianą współczynnika załamania szkła kwarcowego w funkcji długości fali. Ponieważ nie istnieje źródło światła ściśle monochromatyczne, gdyż każdy impuls światła składa się z grupy rozproszonych częstotliwości optycznych rozchodzących się z różną prędkością, docierający po przebyciu fragmentu włókna mod charakteryzuje się rozmyciem w czasie.

Dyspersja falowa

Dyspersja falowa jest to zależność efektywnego współczynnika załamana od częstotliwości. Dyspersja falowa częściowo powodowana jest wędrowaniem wiązki przez płaszcz światłowodu. Szybkość rozchodzenia się zależy od właściwości materiałowych płaszcza.

Telekomunikacja –dziedzina działalności ludzkiej dotycząca przekazywania na odległość wiadomości za pośrednictwem sygnałów

Tor teletransmisyjny- droga od jednego urządzenia sieciowego do drugiego urządzenia sieciowego

Teletransmisja- dział telekomunikacji odpowiadający za przesyłanie sygnałów telekomunikacyjnych od punktu do punktu drogą

-przewodową (teletransmisja kablowa-miedziana, falowodowa, światłowodowa)

-radiową ( teletransmisja radiowa wykorzystująca fale radiowe-radiolinie, urządzenia radiowe nadawczo odbiorcze)

Główne problemy teletransmisji- realizacja cienkich dróg Eretrii (tory teletransmisyjne) walka ze zniekształceniami i zakłóceniami, wielokrotne wykorzystywanie torów telekomunikacyjnych

Tor teletransmisyjny- jest to urządzenie będące układem biernym umożliwiające ruch fal elektromagnetycznych (świetlnych) w kanale przestrzennym w taki sposób, że energia tych fal zostaje skupiona umyślnym walcu o dostatecznie małym promieniu (przewodowe-koncentryczne, światłowodowe)

Kanał teletransmisyjny- zespół środków technicznych umożliwiających przesyłanie sygnałów telekomunikacyjnych od punktu A do punktu B

Łącze telekomunikacyjne- zespół środków technicznych umożliwiających przeysłanie sygnałów telekomunikacyjnych od punktu a do B

Tory telekomunikacyjne

Przewodowe( symetryczne współosiowe) –radiowe (proste, satelitarne, łamane) –światłowodowe

Zjawiska ograniczające jakość i zasięg transmisji – tłumienie i opóźnienie sygnału –skażenia sygnału: zniekształcenia sygnału, zakłócenie sygnału

Przyczyny wywołujące tłumienie- straty energii w drodze sygnału

Zwalczanie tłumienia

- zwiększanie tłumienności w torach przewodowych (zwiększanie średnicy kabla)

-zwiększanie rozmiarów kanału w torach radiowych (lub wybranie innej częstotliwości)

-stosowanie stacji wzmacniakowych (analog) regeneratorów( dla sygnałów cyfrowych )

Opóźnienie sygnału

-w telefonii dopuszcza się opóźnienie nie większe niż 400 mikro s

-w łączach satelitarnych nie dopuszcza się więcej nie jednego satelitę stacjonarnego

Skażenie sygnału

-wszelkie odchylenie kształtu przebiegu sygnału (proporcjonalnie zwiększenie lub zmniejszenie wszystkich wartości chwilowych sygnału z zachowaniem ich kolejności nie jest skażeniem )