Вимушене розсіяння Мандельштама-Бриллюена ВРМБ (SBS)

Зміна енергетичних квантових станів молекул і атомів при достатньо високому рівні потужності проявляється в тому, що виникають коливні рухи молекул, які приводять до флуктуацій густини речовини, так званих акустичних фононів. На цих фононах виникає нелінійне розсіяння світла (фотони віддають частину енергії акустичним фононам). Як наслідок у спектрі випромінювання з’являються нові компоненти, які за аналогією з ВКР називають стоксовими. На відміну від ВКР, ВРМБ виникає при значно нижчих потужностях і направлене в бік, протилежний розповсюдженню інформаційного сигналу. При тих самих значеннях і , що й для ВКР, порогова потужність ВРМБ на три порядки нижча і для волокна довжиною 5 км складає 1.44 мВт. У випадку коротких імпульсів ця потужність підіймається до 10 мВт. Додамо, що частотний зсув оптичної несучої при ВРМБ складає величину 10-15 ГГц при ширині спектра ~ 20 МГц. Проте, якщо у світловоді є в наявності неоднорідності у вигляді вигинів, стиску, розтягнення, то спектр ВРМБ може досягати 100-500 МГц. Цей факт використовується в діагностичній апаратурі для виявлення механічних впливів на оптичний кабель.

У системах ВОЛЗ ВРМБ проявляється в підвищенні затухання оптичного сигналу, виникненні відносно низькочастотної модуляції. Основний вплив ВРМБ полягає в тому, що розсіяне у напрямку джерела випромінювання впливає на лазер, створює паразитну модуляцію випромінювання, яка проявляється, насамперед, у вигляді шуму.

 

 

№6. Особливості конструкції оптичних кабелів

Умовно за конструкцією ОК можна поділити на чотири типи:

а) багатоповівні, або кабелі з повівною структурою;

б) кабелі з пучковою структурою;

в) кабелі з профільною несучою серцевиною;

г) стрічкові кабелі.

До цього переліку слід додати також одноволоконні кабелі, в тому числі для з’єднання в середині стійок. Це кабелі (patchcord) довжиною 3 м із кінцями, які споряджені оптичними рознімними з’єднувачами. До цього переліку додамо також кабелі для підводної прокладки, кабелі для підвіски на високовольтних лініях або вздовж контактної мережі залізничних доріг.

На рисунку 2.1.1 подані ескізи поперечних перерізів оптичних кабелів різних типів: кабелі типу “а” і “б” належать до кабелів класичного типу; типи “в”,”г” характерні для більшості оптичних кабелів.

ОК типу “а” виконаний у вигляді повівів з оптичних модулів, які закручені навколо центрального зміцнюючого елемента. Така конструкція ефективна при кількості оптичних модулів не більше 20. Типовий повівний ОК має зовнішній діаметр 12 мм і від 6 до 8 оптичних модулів. Оптичний модуль являє собою полімерну трубку з вільно вкладеним у неї волокном.

ОК типу “б” складається з пучків оптичних модулів, які навіваються навколо центральної зміцнюючої серцевини. Пучок являє собою полімерну трубку, в середині якої розташовані серцевини з повздовжніми пазами. В ці пази вільно укладені ОВ. Кабель такого типу може складатися з 50-100 волокон. Зовнішній діаметр 15-25 мм.

 

 

Рис. 2.1.1. Типи конструкцій оптичних кабелів:

а) повівної скрутки; б) пучкової скрутки; в) з профільною серцевиною; г) стрічковий;

1 – оптоволокно; 2 – стрічка; 3 – полімерна захисна оболонка кабелю; 4 - зміцнююча серцевина

 

Оптичний кабель типу “в” складається з серцевини, що являє собою пластиковий елемент із гвинтовими пазами, в які вільно вкладені світловоди з первинною захисною оболонкою або оптичні модулі. Серцевина з ОВ або ОМ обмотується ізострічкою і покривається оболонкою. У деяких конструкціях зміцнююча серцевина має круглий перетин, навколо якого по спіралі по черзі навиваються прокладки з вільно вкладеними оптичними модулями. В кабелях типу “в” знаходяться 8-10 світловодів. Зовнішній діаметр кабелю до 20 мм.

Серцевина кабелю типу “г” зібрана з плоских стрічок із паралельно вкладених на віддалі в декілька десятих часток мм світловодів. Скручені стрічки утворюють серцевину кабелю. Зміцнюючі елементи в такому ОК розташовані в оболонці. Завдяки щільному вкладанню кабель такого типу може бути зовсім невеликого діаметру. Так, кабель із 144 оптичними волокнами має зовнішній діаметр 12 мм.

Кабель може також включати броню зі сталевої проволоки. У кабелі також можуть міститися мідна жила або декілька жил для електроживлення та інших технічних потреб.

Кабелі можна класифікувати також за функціональним призначенням:

· магістральні;

· зонні;

· міські;

· сільські.

Кабелі можуть бути з вільним або жорстким розміщенням оптичних волокон.

У таблиці наведені вади та переваги, які притаманні таким типам укладки.

Таблиця 4

Характеристика кабелю	Конструкція кабелю
з вільним розміщенням волокон	з жорстким розміщенням волокон
Радіус вигину	великий	малий
Сила розтягнення	висока	низька
Опір удару	низький	високий
Опір тиску	низький	високий
Вплив температури	низький	високий

 

Типів конструкцій оптичних кабелів дуже багато, як багато і типів їх маркування. Тільки в Росії більше 10 заводів з виробництва ОК.

Окрім цього, при будівництві магістральних і зонних систем ВОСП вітчизняна промисловість повністю забезпечити не в змозі. У системах зв’язку такого рівня в даний час впроваджується обладнання відомих закордонних фірм: SIMENS, ALCATEL, NEC та ін. Це системи SDH і PDH для швидкостей 2.4 Гбіт/с, 622 Мбіт/с, 155 Мбіт/с.

Зарубіжні фірми – виробники кабелю: MOHAWK/CDT (США), FUJIKURA (Японія), SEL (Німеччина) і др.

Більшість кабелів, які випускаються на даний час, на 90 % складаються з одномодових оптичних волокон. Зумовлено це тим, що волоконно-оптичні системи передачі – це в більшості випадків високошвидкісні системи значної протяжності – від десятків до тисяч кілометрів. Більш того, в даний час активно розробляється концепція широкосмугової мережі доступу (Gigabits to home). Отже, зростають вимоги до різкого збільшення смуги частот, що передаються на абонентській ділянці.

Разом з тим, в місцевих, об’єктних і бортових ВОЛЗ, системах автоматики, знаходять широке застосування кабелі з багатомодових волокон (рис. 2.1.2).

У даний час світовим лідером по виробництву ОК є транснаціональна компанія ALCATEL, яка виробляє повну номенклатуру ОК, від трансокеанських до монтажних.

Монтаж оптичних кабелів