Волоконная оптика: теория и практика
Автор: Дэвид Бейли, Эдвин Райт
Год: 2006
Страницы: 320
Язык: Русский
Издательство: КУДИЦ-ОБРАЗ
Для возможности заказывать книгу Вам необходимо зарегистрироваться
Описание:
Предисловие 5
Введение 8
История развития волоконной оптики 9
Сравнение оптоволоконных и кабельных систем 11
Полоса пропускания 12
Помехи 12
Электроизоляция 13
Расстояния передачи 13
Размер и вес 14
Использование в, огнеопасных газовых средах 14
Информационная безопасность 15
Множественные ветвления для локальных сетей 15
Сращивание и соединители 16
Оконечное оборудование 16
Оборудование для проверки и тестирование (оптоволокно и кабели) 16
Определения и фундаментальные принципы 17
Передача данных 17
Передатчики, приемники и каналы связи 17
Стандарты интерфейсов 18
Кодирование 19
Протоколы 20
Типы каналов связи 21
Аналоговые каналы связи 21
Цифровые каналы связи 21
Свойства каналов связи 22
Измерение сигнала в каналах связи 22
Затухание сигнала 24
Полоса пропускания канала 25
Шум 27
Режимы передачи данных 28
Направление потока сигналов 28
Синхронизация сигналов цифровых данных 30
Асинхронная передача 30
Синхронная передача 31
Свет 31
Электромагнитные волны 32
Электромагнитный спектр 34
Оптическая область спектра 34
Снова о традиционных кабелях 34
Типы кабелей 35
Структура кабеля 36
Факторы, влияющие на производительность традиционных кабелей 37
Затухание 38
Наводки 38
Волновое сопротивление (characteristic impedance) 38
Коаксиальный кабель 39
Компоненты коаксиального кабеля 39
Соединители коаксиальных кабелей 40
Одноканальная и многоканальная передача по коаксиальным кабелям 41
Преимущества коаксиального кабеля 41
Недостатки коаксиального кабеля 42
Кабель с витой парой 42
Компоненты кабеля с витой парой 43
Экранированый кабель с витой парой (STP) 44
Неэкранированный кабель с витой парой (UTP) 44
Категории кабелей 44
Требования к производительности 45
Преимущества кабеля с витой парой 49
Недостатки кабеля с витой парой 49
Источники помех и шума в кабелях 50
Электростатические наводки 50
Индуктивные наводки 52
Резистивные наводки 53
Теория волоконно-оптической передачи 57
Введение 57
Фундаментальные принципы действия 57
Введение 57
Отражение, преломление и дифракция 58
Показатель преломления 60
Закон Снелла 62
Внутреннее отражение 63
Внешнее отражение 64
Строение оптического волокна 64
Отражение Френечя 66
Природа передачи света стеклом 67
Числовая апертура 68
Модовое распространение в волокнах 72
Введение 72
Модовая дисперсия 72
Число мод 75
Исчезающие моды 76
Профиль показателя преломления 76
Многомодовые волокна со ступенчатым и плавным изменением показателей преломления 76
Одномодовые волокна 83
Сравнение скорости передачи данных и расстояний для различных типов волокна 85
Стоимость 85
Полоса пропускания 86
Спектральное уплотнение 87
Эффекты при передаче оптического сигнала 88
Хроматическая дисперсия 88
Потери из-за поглощения (Absorption losses) 92
Потери из -за рассеивания 93
Потери из-за изгибов волокна 93
Потери вследствие излучения 95
Потери Френеля на соединениях 95
Несоответствие размеров волокна и числовых апертур 96
Другие потери 96
Другие виды волокон 96
Пластиковые волокна 97
Ультрафиолетовые волокна 98
Волокна в среднем инфракрасном диапазоне 98
Поляризованные волокна 98
Производство волокон 99
Внутренее осаждение в химических парах 99
Внешнее осаждение в химических парах 100
Осевое осаждение паров 100
Протягивание с двойным тиглем 102
Конструктивные элементы волоконно-оптического кабеля 103
Введение 103
Главные цели конструкции кабеля 103
Механическая защита 103
Упрощение работы 104
Защита от окружающей среды 104
Полностью диэлектрические кабели (гальваническая изоляция) 104
Оценки растяжения волокон 105
Структурные элементы кабеля 105
Центральный компонент 106
Компоненты усиления 106
Металлические компоненты усиления 107
Неметаллические компоненты усиления 107
Волоконный футляр 108
Конструкция со свободным буфером 109
Конструкция свободной трубки 109
Конструкция желобчатого сердечника 110
Волокна с плотным буфером 110
Ленточная конструкция кабеля 111
Водоотталкивающий барьер 112
Кожух кабеля 112
Бронирование кабелей 113
Классы волоконно-оптических кабелей 113
Воздушный кабель 113
Подземный кабель 116
Подводные кабели 118
Кабели для помещений 119
Соединение волокон 123
Введение 123
Проблемы оптического соединения 123
Поперечная невыравненность сердечников волокон 124
Различия в диаметрах волокна 126
Осевое смещение волокон 126
Различия числовых апертур 128
Отражение на конце волокон 129
Отделение концов волокон 130
Обработка концов и чистота волокон 132
Резюме потерь соединения 132
Подготовка концов волокон 132
Подготовка стеклянных волокон 132
Метод засечки и обламывания 132
Обрезающий станок 133
Метод шлифовки и полировки 133
Подготовка пластиковых волокон 133
Сращивание волокон 134
Сращивание сваркой 134
Процесс сращивания сваркой 136
Механическое сращивание 137
Коннекторы 141
Свойства коннектора 141
Общее строение коннектора 142
Распространенные типы коннекторов 144
Работа с коннекторами 146
Косички 147
Оптические соединители 148
Оптические генераторы и детекторы 151
Введение 151
Источники света 151
Светодиоды 152
Строение 152
Основные принципы работы, светодиодов 152
Геометрия светодиода 154
Рабочие параметры 155
Конструкции светодиодов 156
Лазерные диоды 157
Основные принципы действия лазеров 157
Рабочие параметры 158
Конструкции лазеров 160
Достижения в лазерной технологии 161
Модули оптического передатчика 161
Вопросы безопасности лазеров 162
Детекторы света 162
p-i-n-фотодиоды 163
Принципы действия 163
Рабочие параметры 164
Конструкция p-i-n-фотодиодов 166
Лавинные фотодиоды 166
Принципы действия 166
Строение лавинного фотодиода 167
Рабочие параметры 167
Использование лавинных фотодиодов 169
Модули приемников света 169
Основные элементы приемника 169
Усилители 169
Оформление приемников 171
Оптические усилители 171
Волокна с присадками 172
Полупроводниковые лазерные усилители 172
Прокладка волоконно-оптических кабелей 174
Введение 174
Начальная подготовка к установке кабеля 174
Обзор места 175
Проектирование кабельной системы 176
Общие правила и процедуры монтажа 179
Радиус изгиба кабеля 179
Натяжение кабеля 182
Кабельные катушки 184
Прокладка кабеля в лотках 186
Прокладка в кабельных каналах 187
Резерв кабеля 191
Смазочные материалы 193
Условия окружающей среды 193
Прокладка кабелей в помещениях 193
Прокладка кабелей вне помещений 196
Другие методы прокладки 198
Воздушная прокладка 198
Вдуваемые волокна 199
Соединительные панели, соединительные устройства и терминальные отсеки 200
Соединительные панели 200
Укрытие соединений 201
Концевая заделка в коммутационных панелях и распределительных коробках 203
Проектирование волоконно-оптической системы 207
Введение 207
Первоначальный анализ проекта 208
Технология передачи данных 208
Параметры передачи 208
Будущий рост пропускной способности данных 208
Надежность 210
Выбор рабочей длины волны 211
Выбор вида кабеля и маршрута прокладки 211
Повторители и усилители 212
Выбор передающего и принимающего оборудования 214
Расчет проектных потерь сигнала 215
Определение параметров 215
Методика подсчета энергетического потенциала 219
Пример расчетов 221
Расчет проектной полосы пропускания 222
Временная характеристика 222
Временная характеристика всей системы 224
Временная характеристика оптического волокна 225
Временные характеристики передатчика и приемника 226
Пример вычисления полосы пропускания 227
Тестирование волоконно-оптических систем 229
Введение 229
Фундаментальные понятия оптических измерений 230
Оптическая мощность 230
Измерение мощности 232
Оптическая и электрическая полоса пропускания 232
Стандартные волоконно-оптические тесты 232
Тестирование компонентов 233
Проверка целостности 234
Проверка вносимых потерь 235
Оптические рефлектометры временных интервалов 237
Холодный зажим 240
Проверка частоты ошибок в битах 241
Измерения временных интервалов (индикаторные диаграммы) 243
Другие волоконно-оптические тесты 245
Измерение длины волны 245
Измерение дисперсии 246
Измерение полосы пропускания 247
Измерение фазы 248
Измерение поляризации 249
Различные измерения 250
Технологии, использующие оптические волокна 251
Введение 251
Системы связи 252
Аналоговые системы 252
Течевизионные модуляторы 252
Кабельное телевидение 253
Цифровые системы 254
Подводные кабели 254
Телевидение высокой четкости 254
Применение в локальных сетях 254
FOIRL 255
lOBaseF 255
Использование региональных и глобальных сетей 260
SONET и SDH 260
B-1SDN 262
Асинхронный режим передачи (ATM) 263
Ретрансляция кадров 264
Волоконный канал 265
Датчики 268
Датчики состояния окружающей среды 268
Волоконно-оптические гироскопы 269
Использование пучков волокон 270
Глоссарий 272
Практические занятия 297
Предметный указатель 308
