eng
Содержание
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие к третьему изданию. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
1.
История отечественной волоконно-оптической техники . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
1.1.
История развития волоконной оптики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
1.2.
История ООО "Волоконно-оптическая техника" . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Литература к главе 1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.
Оптическое волокно как среда передачи. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.1.
Основные понятия, связанные с оптическим волокном . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.1.1.
Физические понятия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.1.2.
Другие важные особенности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
2.2.
Свойства волокна, основанные на законах геометрической оптики . . . . . . . . . . . . 27
2.2.1.
Полное внутреннее отражение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2.2.2.
Числовая апертура. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
2.3.
Свойства волокна, основанные на законах электромагнитного поля . . . . . . . . . . . 28
2.3.1.
Моды колебаний . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
2.3.2.
Частота отсечки и нормированная частота моды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
2.3.3.
Диаметр модового поля . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2.3.4.
Число мод многомодового волокна . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2.4.
Профиль изменения показателя преломления . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
2.5.
Основные характеристики оптических потерь волокна . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2.5.1.
Общая функция потерь . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2.5.2.
Рэлеевское рассеяние. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
2.5.3.
Поглощение на примесях . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
2.5.4.
Потери на изгибах и макронеоднородностях . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
2.6.
Основные характеристики искажений оптического сигнала . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
2.6.1.
Дисперсия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
2.6.1.1.
Модовая дисперсия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
2.6.1.2.
Материальная дисперсия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
2.6.1.3.
Волноводная дисперсия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
2.6.1.4.
Поляризационная модовая дисперсия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
2.6.2.
Методы компенсации дисперсии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
2.6.2.1.
Использование волокон с низкой дисперсией. . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
2.6.2.2.
Создание модулей компенсации дисперсии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
2.6.2.3.
Использование метода управляемой дисперсии . . . . . . . . . . . . . . . . 40
2.6.2.4.
Метод электронной компенсации дисперсии . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
2.6.2.5.
Метод оптической компенсации дисперсии. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
2.7.
Нелинейные эффекты в оптическом волокне . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
2.7.1.
Нелинейное преломление, ФСМ и ФКМ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
2.7.2.
Вынужденное неупругое рассеяние . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
2.7.3.
Модуляционная неустойчивость . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
2.7.4.
Четырехволновое смешение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
2.8.
Оптические солитоны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
2.8.1.
Физика солитонов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
2.8.2.
Методы формирования солитонов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
Литература к главе 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
3.
Основы волоконно-оптических систем передачи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
3.1.
Основные особенности ВОСП. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
3.1.1.
Особенности канала связи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
3.1.2.
Преобразование аналогового сигнала в цифровую форму . . . . . . . . . . . . . . 53
3.1.3.
Блок-схема канала передачи. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
3.1.4.
Кодирование потока данных в линии связи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
4
Волоконно-оптическая техника: современное состояние и перспективы3.2. Методы мультиплексирования потоков данных . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
3.2.1.
Временное мультиплексирование. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
3.2.1.1.
Временное мультиплексирование двоичных потоков данных . . . . . . 57
3.2.1.2.
Параметры стандартных ИКМ систем . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
3.2.1.3.
Система CEPT. Форматы фрейма и мультифрейма. . . . . . . . . . . . . . 58
3.2.2.
Волновое мультиплексирование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
3.3.
Обзор используемых цифровых технологий ВОСП . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
3.3.1.
Особенности технологии PDH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
3.3.1.1.
Схемы плезиохронной цифровой иерархии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
3.3.1.2.
Общие особенности плезиохронных цифровых иерархий. . . . . . . . . 61
3.3.1.3.
Недостатки плезиохронной цифровой иерархии . . . . . . . . . . . . . . . . 62
3.3.1.4.
Необходимость разработки синхронной иерархии . . . . . . . . . . . . . . 62
3.3.2.
Особенности технологии SDH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
3.3.2.1.
Особенности построения иерархии SDH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
3.3.2.2.
Обобщенная схема мультиплексирования потоков SDH . . . . . . . . . . 66
3.3.2.3.
Виртуальные контейнеры и другие элементы SDH . . . . . . . . . . . . . . 67
3.3.2.4.
Архитектура сетей SDH. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
3.3.3.
Стандартные оптические интерфейсы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
3.3.4.
Современные достижения систем SDH. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
3.4.
Применение солитонных технологий в ВОСП. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
3.4.1.
Экспериментальные солитонные линии связи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
3.4.2.
Перспективы использования солитонных линий связи. . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
3.4.2.1.
Перспективы повышения скорости передачи на одной несущей . . . 75
3.4.2.2.
Перспективы увеличения длины регенерационного участка . . . . . . . 76
3.4.2.3.
Перспективы использования существующих ОК для
создания СЛС . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
Литература к разделам 3.1–3.4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
3.5.
Основы технологии WDM. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
3.5.1.
Основные принципы WDM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
3.5.1.1.
Модель взаимодействия WDM с транспортными технологиями . . . . 80
3.5.2.
Блок-схема систем WDM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
3.5.3.
Классификация оптических интерфейсов систем WDM . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
3.5.3.1.
Классификация эталонных точек оптических интерфейсов. . . . . . . . 81
3.5.3.2.
Классификация однопролетных и многопролетных оптических
секций . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
3.5.4.
Частотный/волновой план систем WDM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
3.5.4.1.
Стандартный частотный план . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
3.5.4.2.
Расширенный частотный план . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
3.5.5.
Классификация систем WDM. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
3.5.5.1.
Разреженные, обычные, плотные и высокоплотные системы WDM 87
3.5.6.
Особенности разреженных систем WDM (CWDM). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
3.5.6.1.
Гибридная модель частотного/волнового плана . . . . . . . . . . . . . . . . 88
3.5.6.2.
Анализ альтернатив использования CWDM и DWDM . . . . . . . . . . . . . 89
3.5.7.
Промышленные системы WDM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
3.5.7.1.
Особенности систем WDM для городских сетей . . . . . . . . . . . . . . . . 90
3.5.7.2.
Промышленные мультиплексоры WDM. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
3.5.7.3.
Основные параметры промышленных систем WDM . . . . . . . . . . . . . 92
Список основных параметров систем WDM. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
Система DWDM "Пуск" компании НТО "ИРЭ Полюс" . . . . . . . . . . . . . 93
Мультисервисная платформа компании Ericsson. . . . . . . . . . . . . . . . 95
3.5.8.
Проблемы и перспективы использования WDM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
3.5.8.1.
Перспективы использования WDM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
3.5.8.2.
Проблемы при реализации WDM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
Литература к разделу 3.5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
6
Волоконно-оптическая техника: современное состояние и перспективы3.6. Методы синхронизация потоков цифровых данных . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
3.6.1.
Основные типы синхронизации и связанные с ними понятия . . . . . . . . . . . . 98
3.6.2.
Основные схемы управления в сетях ТСС. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
3.6.2.1.
Основные определения типов источников . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
3.6.2.2.
Точностные параметры и основные ошибки эталонных
источников . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
3.6.2.3.
Определение некоторых основных ошибок . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
3.6.2.4.
Стандартные сигналы, используемые для целей синхронизации . . 103
3.6.2.5.
Стандартные режимы работы источника синхронизации . . . . . . . . 103
3.6.3.
Общее решение задачи синхронизации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
3.6.4.
Классы и характеристики хронирующих источников . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
3.6.4.1.
Оборудование, используемое для синхронизации сети . . . . . . . . . 105
3.6.4.2.
Спутниковые системы и датчики точного времени . . . . . . . . . . . . . 105
3.6.5.
Проектирование сетей ТСС . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
3.6.5.1.
Особенности синхронизации цифровых сетей SDH. . . . . . . . . . . . . 107
3.6.5.2.
Источники синхронизации сетей SDH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
3.6.5.3.
Качество хронирующего источника . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
3.6.6.
Примеры реализации сетей ТСС. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
3.6.6.1.
Система ТСС цифровой сети ОАО "Ростелеком" . . . . . . . . . . . . . . . 109
Классы подключения к Базовой сети ТСС . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
Процедура подключения к Базовой сети ТСС . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
3.6.6.2.
Система ТСС цифровой сети ЗАО "Транстелеком" . . . . . . . . . . . . . 110
Литература к разделу 3.6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
4.
Активные оптоэлектронные компоненты ВОСП. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
4.1.
Источники оптического излучения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
4.1.1.
Полупроводниковые лазеры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
4.1.1.1.
Инверсия населенности и оптическое усиление
в полупроводниках . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
4.1.2.
Лазеры для ВОЛС . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
4.1.3.
Технология изготовления п/п лазеров . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
4.1.4.
Основные характеристики лазеров . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
4.1.5.
Температурная зависимость параметров п/п лазеров . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
4.1.5.1.
Температурное изменение пороговых характеристик ИЛ . . . . . . . . 123
4.1.5.2.
Способы уменьшения температурного роста порога генерации. . . 123
4.1.6.
Передающие оптические модули . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
4.1.6.1.
Лазерные модули с фиксированной длиной волны . . . . . . . . . . . . . 125
4.1.6.2.
Перестраиваемые полупроводниковые лазеры . . . . . . . . . . . . . . . . 130
4.2.
Типы и параметры промышленных ПОМ и ПрОМ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
4.2.1.
Некоторые типы и параметры зарубежных промышленных ПОМ. . . . . . . . . 138
4.2.2.
Модуляторы полупроводниковых лазеров . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
4.2.3.
Светодиоды и суперлюминесцентные диоды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
4.2.3.1.
Светоизлучающие диоды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
4.2.3.2.
ПОМ на основе торцевых светодиодов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
4.2.3.3.
Суперлюминесцентные диоды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
4.2.4.
Приемники оптического излучения (ПрОМ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
4.2.4.1.
Типы и параметры промышленных ПрОМ отечественного
производства . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
4.2.4.2.
Типы и параметры промышленных ПрОМ зарубежного
производства . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
4.2.5.
Полупроводниковые оптические усилители . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
4.2.5.1.
Реализация п/п оптических усилителей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
Литература к разделам 4.1–4.2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
4.3.
Оптические усилители . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
4.3.1.
Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
8
Волоконно-оптическая техника: современное состояние и перспективы4.3.2. Основные особенности оптических усилителей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
4.3.2.1.
Принцип действия оптического усилителя . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
4.3.2.2.
Коэффициент усиления среды и усилителя . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
4.3.2.3.
Мощность насыщения Pн . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
4.3.2.4.
Источники шума и динамический диапазон . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
4.3.3.
Полупроводниковые оптические усилители . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
4.3.3.1.
Принцип действия ПОУ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
4.3.3.2.
Типы ПОУ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154
4.3.3.3.
Характеристики ПОУ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
4.3.3.4.
Применение ПОУ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
4.3.4.
Оптические усилители, использующие нелинейные явления в ОВ . . . . . . . 156
4.3.4.1.
Волоконные ВКР-усилители, или усилители Рамана . . . . . . . . . . . . 157
4.3.4.2.
Широкополосные усилители Рамана . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
4.3.4.3.
Волоконные ВРМБ-усилители. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
4.3.4.4.
Параметрические усилители. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
4.3.5.
Оптические усилители на ОВ, легированном РЗЭ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
4.3.5.1.
Принцип работы ОУ на легированном ОВ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
4.3.5.2.
Усилители для окна 1300 нм. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
4.3.5.3.
Усилители для окна 1550 нм. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
4.3.6.
Практическая реализация оптических усилителей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
4.3.6.1.
Реализация усилителей типа EDFA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
4.3.7.
Схемы и параметры промышленных оптических усилителей. . . . . . . . . . . . 165
4.3.7.1.
Разработка широкополосных оптических усилителей EDFA . . . . . . 167
4.3.7.2.
Реализация иттербиевых оптических усилителей . . . . . . . . . . . . . . 169
Литература к разделу 4.3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
4.4.
Оптическая коммутация и кросс-коммутаторы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
4.4.1.
Основные параметры коммутаторов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
4.4.2.
Типы базовых оптических кросс-коммутаторов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
4.4.2.1.
Механические оптические коммутаторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
4.4.2.2.
Электрооптические (акустооптические) коммутаторы. . . . . . . . . . . 172
4.4.2.3.
Термооптические коммутаторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
4.4.2.4.
Оптоэлектронные коммутаторы на основе ПОУ . . . . . . . . . . . . . . . . 174
4.4.2.5.
Интегральные активно-волноводные коммутаторы . . . . . . . . . . . . . 174
4.4.2.6.
Коммутаторы на фотонных кристаллах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176
4.4.2.7.
Коммутаторы на многослойных световодных ЖК-матрицах . . . . . . 177
4.4.2.8.
Коммутаторы на матрицах вентилей, коммутируемых лазерным
лучом. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
4.4.2.9.
Коммутаторы на основе массива микрозеркал MEMS. . . . . . . . . . . 179
4.4.2.10.
Голографические коммутаторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
4.4.3.
Многокаскадные оптические коммутаторы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182
4.4.3.1.
Логика коммутации БПЭ размера 2х2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183
4.4.3.2.
Древовидные сети типа Баньян . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183
4.4.4.
Особенности построения многокаскадных оптических коммутаторов. . . . . 185
4.4.4.1.
Схема матричного кросс-коммутатора. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187
4.4.4.2.
Схема КСС Бенеша . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187
4.4.4.3.
Схема КСС Шпанке-Бенеша . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
4.4.4.4.
Схема КСС Шпанке . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
Литература к разделу 4.4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
4.5.
Оптические волновые конверторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
4.5.1.
Типы волновых конверторов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191
4.5.1.1.
Оптоэлектронные конверторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191
4.5.1.2.
Конверторы на основе оптической перекрестной модуляции . . . . . 192
4.5.1.3.
Конверторы на основе эффекта ЧВС . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
10
Волоконно-оптическая техника: современное состояние и перспективы4.5.1.4. Конверторы на основе других модуляционных нелинейных
эффектов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
4.5.1.5.
Конверторы на эффекте сдвига частоты солитона в нелинейном
волокне . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195
4.6.
Оптические модуляторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
4.6.1.
Форматы линейных кодов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
4.6.2.
Методы модуляции оптической несущей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
4.6.2.1.
Непосредственная модуляция оптической несущей . . . . . . . . . . . . 198
4.6.2.2.
Модуляция с использованием внешнего модулятора . . . . . . . . . . . 199
4.6.3.
Типы оптических модуляторов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199
4.6.3.1.
Акустооптические модуляторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200
4.6.3.2.
Электрооптические модуляторы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201
4.6.3.3.
Электрооптические модуляторы, использующие ПОУ . . . . . . . . . . . 203
4.7.
Оптические мультиплексоры ввода/вывода . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
4.7.1.
Структура оптических мультиплексоров первого поколения . . . . . . . . . . . . 203
4.7.2.
Структура оптических мультиплексоров второго поколения . . . . . . . . . . . . 205
4.7.3.
Оптические фильтры в технологии ввода-вывода несущих . . . . . . . . . . . . . 206
4.7.3.1.
Основные требования, предъявляемые к фильтрам . . . . . . . . . . . . 206
4.7.3.2.
Фильтры на основе оптоволоконных решеток Брэгга . . . . . . . . . . . 206
4.7.3.3.
Фильтры на основе резонатора Фабри-Перо. . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
4.7.3.4.
Интерференционные фильтры на тонких пленках . . . . . . . . . . . . . . 209
4.7.3.5.
Перестраиваемые фильтры на распределенных брэгговских
отражателях . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210
4.7.3.6.
Поляризационные фильтры на жидких кристаллах . . . . . . . . . . . . . 211
4.7.3.7.
Акустооптические перестраиваемые фильтры. . . . . . . . . . . . . . . . . 211
4.8.
Оптические мультиплексоры/демультиплексоры систем WDM . . . . . . . . . . . . . . . 212
4.8.1.
Технология мультиплексирования на основе интерференционных
фильтров . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
4.8.2.
Технология демультиплексирования, использующая угловую дисперсию. . 213
4.8.3.
Современные технологии демультиплексирования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
4.8.3.1.
Технология, использующая дифракционную решетку на AWG. . . . . 214
4.8.3.2.
Технология самофокусировки с вогнутым зеркалом и плоской
решеткой . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
4.8.3.3.
Сравнение технологий оптического мультиплексирования . . . . . . . 217
Литература к разделам 4.5–4.8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
5.
Пассивные оптические компоненты ВОСП. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
5.1.
Оптические разветвители . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
5.1.1.
Назначение и типы оптических разветвителей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
5.1.2.
Терминология и вопросы стандартизации разветвителей . . . . . . . . . . . . . . 221
5.1.3.
Параметры оптических разветвителей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222
5.1.4.
Технология изготовления оптических разветвителей. . . . . . . . . . . . . . . . . . 226
5.1.4.1.
Технология изготовления сплавных разветвителей . . . . . . . . . . . . . 227
5.1.4.2.
Технология изготовления планарных разветвителей. . . . . . . . . . . . 228
5.1.5.
Конструкция оптических разветвителей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
5.1.5.1.
Конструкция сплавных разветвителей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
5.1.5.2.
Конструкция планарных разветвителей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231
5.1.5.3.
Модульные конструкции разветвителей. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231
5.1.6.
Применение оптических разветвителей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232
5.1.6.1.
Использование разветвителей в ЛС, сетях доступа и КТВ . . . . . . . 233
5.1.6.2.
Использование разветвителей в датчиках . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234
5.1.6.3.
Использование разветвителей в качестве мультиплексоров. . . . . . 235
5.1.6.4.
Использование разветвителей в качестве аттенюаторов . . . . . . . . .236
5.2.
Оптические аттенюаторы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237
5.2.1.
Фиксированные аттенюаторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238
115.2.2.
Переменные аттенюаторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238
5.2.3.
Фиксированные аттенюаторы-FM-адаптеры. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239
5.2.4.
Переменные аттенюаторы-FM-адаптеры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239
Литература к разделам 5.1–5.2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240
5.3.
Оптические изоляторы, решетки и циркуляторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241
5.3.1.
Оптические изоляторы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241
5.3.2.
Оптические циркуляторы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242
5.3.3.
Дифракционные решетки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
5.3.3.1.
Дифракция света. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
5.3.3.2.
Классические дифракционные решетки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244
5.3.3.3.
Синусоидальная дифракционная решетка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245
5.3.3.4.
Дифракционные решетки Брэгга . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246
5.3.3.5.
Особенности оптоволоконных дифракционных решеток Брэгга . . . 247
5.3.3.6.
Чирп-решетки Брэгга для компенсации дисперсии. . . . . . . . . . . . . 248
Литература к разделу 5.3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248
5.4.
Разъемные оптические соединители . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249
5.4.1.
Общие положения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249
5.4.2.
Основные параметры оптических соединителей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250
5.4.2.1.
Вносимые потери . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250
5.4.2.2.
Возвратные потери . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255
5.4.2.3.
Потери, вызванные PMD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256
5.4.3.
Методы измерения основных параметров оптических соединителей . . . . . 257
5.4.3.1.
Геометрия торца наконечника ОС . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257
5.4.3.2.
Определение величины вносимых и возвратных потерь ОС . . . . . . 258
5.4.3.3.
Тест на термическое старение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259
5.4.3.4.
Термоциклирование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259
5.4.3.5.
Тест на активное старение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260
5.4.3.6.
Тест на воздействие влаги и конденсата . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260
5.4.3.7.
Тест на воздействие вибрации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260
5.4.3.8.
Тест на изгиб (качание). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260
5.4.3.9.
Тест на кручение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260
5.4.3.10.
Тест на усилие удержания ОК в корпусе ОС . . . . . . . . . . . . . . . . . 260
5.4.3.11.
Тест на износостойкость ОС. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261
5.4.3.12.
Испытание на удар . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261
5.4.4.
Конструкция одноконтактного ОС . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261
5.4.5.
Виды оптических разъемов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266
5.4.5.1.
ОР с керамическим наконечником 2,5 мм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266
5.4.5.2.
Новые типы ОС . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269
5.4.5.3.
Разъемы без наконечников . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269
5.4.5.4.
Многополюсные оптические разъемы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270
5.4.5.5.
Разъемы для ОВ с большим диаметром сердцевины . . . . . . . . . . . 270
5.5.
Механические ОС, адаптеры и кабельные сборки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270
5.5.1.
Механические оптические соединители . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271
5.5.1.1.
Соединители Corelink . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271
5.5.1.2.
Механические соединители типа сплайсов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271
5.5.2.
Адаптеры для оптического волокна. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271
5.5.2.1.
Адаптеры для оголенного волокна . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271
5.5.2.2.
Приборные FM-адаптеры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272
5.5.3.
Соединительные и переходные розетки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272
5.5.3.1.
Соединительные розетки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272
5.5.3.2.
Переходные розетки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273
5.5.4.
Коммутационные шнуры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273
5.5.4.1.
Коммутационные шнуры со смещенным вводом оптического
излучения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273
12
Волоконно-оптическая техника: современное состояние и перспективы5.5.4.2. Соединительные шнуры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274
5.5.4.3.
Соединительные полувилки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274
5.5.4.4.
Дуплексные шнуры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274
5.5.4.5.
Многоволоконные кабельные шнуры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274
5.5.4.6.
Многоволоконные полувилки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275
5.5.5.
Кабельные (претерминированные) сборки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275
5.5.6.
Вставки ремонтные оптические. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
5.6.
Сварное соединение оптических волокон. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282
5.6.1.
Процессы сварки ОВ и используемое оборудование . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
5.6.1.1.
Удаление защитного покрытия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
5.6.1.2.
Скол торца оптического волокна . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284
5.6.1.3.
Юстировка и сварка оптических волокон . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286
5.6.2.
Оценка качества сварного соединения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293
5.6.2.1.
Внутренние потери волокна . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293
5.6.2.2.
Внешние потери волокна при сварке . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294
5.6.3.
Методы защиты мест сварных соединений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295
Литература к разделам 5.4–5.6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
5.7.
Соединительные муфты для оптических кабелей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
5.7.1.
Конструкции оптических муфт. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298
5.7.2.
Оптические муфты производства компании "ССД" . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299
5.7.2.1.
Городские оптические муфты типа МОГ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299
5.7.2.2.
Магистральные муфты типа МТОК . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301
5.7.2.3.
Универсальные муфты типа МТОК . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304
5.7.2.4.
Магистральные муфты типа МОПГ-М. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 305
5.7.3.
Кассеты для выкладки ОВ для муфт и кроссов компании "ССД" . . . . . . . . . 307
5.7.3.1.
Особенности кассет компании "ССД". . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307
5.7.3.2.
Кассеты для муфт типа МОГ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307
5.7.3.3.
Кассеты для муфт типа МТОК. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308
5.7.4.
Кабельные муфты других производителей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308
5.7.5.
Кассеты для выкладки ОК других производителей. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312
5.7.6.
Защитные гильзы КДЗС. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314
5.7.7.
Расчетная надежность муфт . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315
Литература к разделу 5.7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316
6.
Характеристики промышленных оптических волокон и кабелей . . . . . . . . . . . . . 318
6.1.
Классификация типов промышленных оптических волокон . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318
6.1.1.
Классификация многомодовых волокон . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319
6.1.2.
Классификация одномодовых волокон . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320
6.1.3.
Классификация волокон по профилю показателя преломления . . . . . . . . . 320
6.1.4.
Классификация волокон по характеристике дисперсии . . . . . . . . . . . . . . . . 320
6.1.5.
Классификация специальных типов волокон . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320
6.2.
Характеристики промышленных оптических волокон . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321
6.2.1.
Основные параметры многомодовых волокон . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321
6.2.2.
Основные параметры одномодовых волокон . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323
6.2.2.1.
ОМ ОВ, регламентируемые стандартами ITU-T . . . . . . . . . . . . . . . . 323
6.2.2.2.
Параметры промышленных ОМ ОВ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325
6.2.3.
Рекомендации по применению волокон в системах связи . . . . . . . . . . . . . . 329
6.2.4.
Оптическое волокно для компенсации дисперсии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330
6.2.5.
Оптическое волокно, сохраняющее состояние поляризации . . . . . . . . . . . . 332
6.2.6.
Оптические волокна, основанные на новых технологиях . . . . . . . . . . . . . . . 332
6.2.6.1.
Брэгговское волокно. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333
6.2.6.2.
Фотонные кристаллы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334
6.2.6.3.
Фотонно-кристаллическое волокно . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335
6.2.6.4.
Свойства и параметры PCF. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 338
6.2.6.5.
Применение фотонно-кристаллических волокон . . . . . . . . . . . . . . . 338
136.3.
Типы и характеристики промышленных ОК. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 339
6.3.1.
Классификация типов ОК. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 339
6.3.1.1.
Кабели внутренней прокладки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 340
6.3.1.2.
Кабели наружной прокладки. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 340
6.3.1.3.
Специальные кабели . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341
6.3.2.
Типовые конструкции ОК . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341
6.3.3.
Основные параметры промышленных ОК . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343
6.3.3.1.
Назначение и область применения ОК. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348
6.3.4.
Оптические кабели воздушной подвески . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349
6.3.4.1.
Кабели, использующие грозотрос . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349
6.4.
Маркировка оптических кабелей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 350
Литература к главе 6. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 350
7.
Методы измерения параметров оптических компонентов . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353
7.1.
Измерение оптической мощности, затухания и потерь . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353
7.1.1.
Измерение оптической мощности. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353
7.1.1.1.
Измерители мощности с термофотодиодами . . . . . . . . . . . . . . . . . 353
7.1.1.2.
Измерители мощности с фотодиодами . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355
7.1.1.3.
Измерение мощности на выходе оптических волокон . . . . . . . . . . . 358
7.1.1.4.
Измерение абсолютной мощности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359
7.1.1.5.
Основные параметры измерителей средней мощности . . . . . . . . . 361
7.1.2.
Измерение затухания ВОЛС . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362
7.1.2.1.
Измерение затухания методом обрыва . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363
7.1.2.2.
Измерение затухания методом вносимых потерь . . . . . . . . . . . . . . 364
7.1.2.3.
Измерение затухания на двух длинах волн . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364
7.1.2.4.
Измерение приращения затухания от воздействия внешних
факторов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365
7.1.2.5.
Измерение переходного затухания оптического кабеля . . . . . . . . . 365
7.1.3.
Измерение вносимых потерь. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366
7.1.3.1.
Общий метод измерения вносимых потерь . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366
7.1.3.2.
Измерение потерь на одной длине волны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 370
7.1.3.3.
Измерение PDL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372
7.2.
Методы измерения оптических параметров волокна и кабеля . . . . . . . . . . . . . . . 375
7.2.1.
Измерение длины волны отсечки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 375
7.2.1.1.
Измерение длины волны отсечки методом передаваемой
мощности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 375
7.2.1.2.
Измерение длины волны отсечки методом контроля диаметра
поля моды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 376
7.2.2.
Измерение ширины полосы пропускания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 377
7.2.2.1.
Измерение полосы пропускания импульсным методом . . . . . . . . . 377
7.2.2.2.
Измерение полосы пропускания частотным методом . . . . . . . . . . . 378
7.2.3.
Измерение геометрических и механических характеристик оптических
волокон. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 378
7.3.
Измерение параметров активных и пассивных оптических компонентов . . . . . . . 379
7.3.1.
Измерение модуляционных характеристик и шумов источника излучения 379
7.3.1.1.
Измерение модуляционной характеристики внешнего модулятора 379
7.3.1.2.
Измерение шумов оптического излучения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 379
7.3.2.
Измерение параметров оптических усилителей и других активных
элементов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 381
7.3.2.1.
Измерение параметров оптических усилителей . . . . . . . . . . . . . . . 381
7.3.2.2.
Измерение усиления в WDM системах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382
Литература к главе 7. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 384
8.
Методы оценки и измерения показателей ошибок ВОСП . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 385
8.1.
Схема тракта ВОСП для оценки показателей ошибок . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 385
14
Волоконно-оптическая техника: современное состояние и перспективы8.1.1. Эталонный тракт для каналов со скоростью, меньшей E1 . . . . . . . . . . . . . . 386
8.1.2.
Эталонный тракт для каналов со скоростью, большей E1 . . . . . . . . . . . . . . 386
8.1.3.
Спутниковый и наземный каналы передачи данных . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 387
8.2
Типы показателей ошибок . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 388
8.3.
Методы оценки показателей ошибок на основе BER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 391
8.3.1.
Использование вероятностных оценок BER – BEP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 392
8.3.1.1.
Маска BEP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393
8.4.
Процедура расчета показателей ошибок на основе ES и SES . . . . . . . . . . . . . . . . 395
8.4.1.
Мониторинг показателей ошибок в реальных системах . . . . . . . . . . . . . . . . 397
8.4.2.
Примеры расчета показателей ошибок. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 398
8.4.3.
Новые термины и понятия, применяемые для оценки показателей ошибок 400
Литература к разделам 8.1–8.4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 401
8.5.
Измерение показателей ошибок . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 402
8.5.1.
Измерение коэффициента ошибок BER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 402
8.5.1.1.
Телекоммуникационные BER-тестеры с кодированными
интерфейсами. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 402
8.5.1.2.
Техника измерения коэффициента ошибок . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403
8.5.1.3.
Примеры измерений с использованием тестирования по BER . . . . 404
8.5.2.
Измерение дрейфа и дрожания фазы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 407
8.5.2.1.
Виды дрейфа и дрожания фазы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 407
8.5.2.2.
Нормы на дрейф и дрожание фазы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 408
8.5.2.3.
Методы измерения дрожания фазы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 411
8.5.2.4.
Техника измерения и тестирования дрожания фазы . . . . . . . . . . . . 413
Литература к разделу 8.5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 414
9.
Строительство и эксплуатация ВОЛС . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 415
9.1.
Подготовка к строительству (организационные мероприятия) . . . . . . . . . . . . . . . 415
9.2.
Прокладка оптического кабеля . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 416
9.2.1.
Прокладка оптического кабеля в грунт . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 416
9.2.1.1.
Прокладка кабеля в отрытую траншею. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 417
9.2.1.2.
Прокладка кабеля бестраншейным способом . . . . . . . . . . . . . . . . . 418
9.2.1.3.
Прокладка ОК в грунт в защитных полиэтиленовых трубах . . . . . . . 421
9.2.2.
Прокладка ОК в кабельной канализации. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 424
9.2.3.
Прокладка ОК через водные преграды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 428
9.2.3.1.
Прокладка ОК через водные преграды ножевым
кабелеукладчиком. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 428
9.2.3.2.
Прокладка ОК с плавсредств в готовую траншею . . . . . . . . . . . . . . 429
9.2.3.3.
Прокладка ОК через водные преграды по мостам. . . . . . . . . . . . . . 430
9.3.
Подвеска волоконно-оптического кабеля . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 430
9.4.
Ввод ВОЛС в эксплуатацию. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 439
9.4.1.
Рабочая комиссия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 439
9.4.2.
Приемочная комиссия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 439
9.4.3.
Приемочные испытания и измерение элементарных кабельных участков
ВОЛС . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 440
9.5.
Эксплуатация ВОЛС. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 441
9.5.1.
Общие вопросы эксплуатации ВОЛС . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 441
9.5.2.
Эксплуатационный контроль параметров и характеристик ВОЛС . . . . . . . . 442
9.5.3.
Аварийно-восстановительные работы на ВОЛС . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 443
9.5.3.1.
Использование оптических кабельных вставок . . . . . . . . . . . . . . . . 444
9.5.3.2.
Восстановление ВОЛС по временной схеме . . . . . . . . . . . . . . . . . . 445
9.5.3.3.
Восстановление ВОЛС по постоянной схеме. . . . . . . . . . . . . . . . . . 446
Литература к разделам 9.1–9.5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 447
9.6.
Дистанционный контроль и мониторинг ВОЛС. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 447
9.6.1.
Основные задачи контроля ВОЛС . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 448
9.6.1.1.
Факторы снижения надежности ВОЛС . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 449
159.6.1.2.
Факторы снижения безопасности ВОЛС. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 450
9.6.2.
Система мониторинга оптических кабелей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 451
9.6.2.1.
Архитектура системы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 451
9.6.2.2.
Конфигурирование и администрирование системы. . . . . . . . . . 452
9.6.2.3.
Функциональные возможности системы . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453
9.6.3.
Методология мониторинга. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453
Литература к разделу 9.6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 455
9.7.
Стандартные конструктивы для монтажа оборудования ВОСП . . . . . . . . . . . . . . 456
9.7.1.
Шкафы кроссовые оптические . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 456
9.7.1.1.
Стандарты кроссовых оптических шкафов . . . . . . . . . . . . . . . . . 456
9.7.1.2.
Сравнительный анализ стандартов оборудования . . . . . . . . . . . 457
9.7.1.3.
Защита конструктивов от воздействия внешней среды. . . . . . . 457
9.7.1.4.
Конструкции шкафов и стоек . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 459
9.7.2.
Оконечное кроссовое оптическое оборудование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 460
10.
Волоконно-оптическая техника в ЛС и СКС . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 465
10.1.
Особенности использования ВОТ в ЛС и СКС . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 465
10.2.
Волоконно-оптические кабели для СКС . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 466
10.2.1.
Широкополосные многомодовые световоды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 466
10.2.2.
Защитные покрытия волоконных световодов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 470
10.2.3.
Волокно и кабели для систем пневматической прокладки . . . . . . . . . . . 471
10.2.4.
ОК для применения в СКС и ЛС. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 473
10.3.
Оптические разъемы для ЛС и СКС . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 474
10.3.1.
Конструкции с наконечниками диаметром 1,25 мм . . . . . . . . . . . . . . . . 476
10.3.2.
Малогабаритные разъемы с наконечниками диаметром 2,5 мм . . . . . . 476
10.3.3.
Разъемы группового типа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 478
10.3.4.
Конструкции разъемов без центрирующего наконечника. . . . . . . . . . . . 479
10.4.
Коммутационное оборудование оптических подсистем СКС . . . . . . . . . . . . . . . 479
10.4.1.
Муфты и полки традиционных конструкций . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 479
10.4.2.
Оптические модули . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 482
10.4.3.
Информационные розетки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 483
10.4.3.1.
Классические конструкции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 483
10.4.3.2.
Многопортовые розетки абонентского уровня . . . . . . . . . . . . . 484
10.4.3.3.
Розетки мультимедиа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 484
10.5.
Интерактивное управление и идентификация портов в СКС . . . . . . . . . . . . . . . 485
10.5.1.
Системы интерактивного управления . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 485
10.5.2.
Системы идентификации портов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 486
10.6.
Приборы тестирования оптических трактов ЛС и СКС . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 487
Литература к главе 10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 489
11.
Сети широкополосного доступа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 490
11.1.
Типы сетей ШПД в РФ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 490
11.1.1.
Локальные сети передачи данных . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 491
11.1.1.1.
Классы и адресация в IP-сетях . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 492
11.1.2.
Технология ГВКС . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 494
11.1.2.1.
Выбор технологии передачи данных для сетей ГВКС. . . . . . . . 495
11.1.3.
Технология FTTB. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 497
11.1.4.
Технология FTTH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 498
11.2.
Основные узлы сетевого сегмента КТВ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 499
11.2.1.
Головная станция КТВ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 499
11.2.2.
Волоконно-оптические магистрали и субмагистрали . . . . . . . . . . . . . . . 501
11.2.3.
Оптические передатчики и усилители . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 502
11.2.4.
Оптические узлы и приемники. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 503
11.2.5.
Оптические разветвители . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 505
11.3.
Узлы сегмента передачи данных . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 506
11.3.1.
Узел передачи данных . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 506
16
Волоконно-оптическая техника: современное состояние и перспективы11.3.2. Коммутирующее оборудование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 507
11.3.3.
Медиаконвертеры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 507
11.4.
Цифровое телевидение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 508
11.4.1.
Телевидение IPTV. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 508
11.4.2.
Телевидение DVB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 510
Литература к главе 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 512
12.
Пассивные оптические сети . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 514
12.1.
Сети доступа, их технологии и архитектура . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 514
12.1.1.
Сеть доступа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 514
12.1.2.
Волокно в сетях доступа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 514
12.1.3.
Архитектура сетей PON . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 515
12.1.3.1.
Элементарные топологии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 515
12.1.3.2.
Преимущества архитектуры PON . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 517
12.1.4.
Основные элементы сети PON. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 517
12.1.5.
Принцип действия PON . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 517
12.1.6.
Стандартизация сетей PON . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 518
12.2.
Основные технологии сетей PON . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 519
12.2.1.
Технологии APON/BPON . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 519
12.2.2.
Технология EPON . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 520
12.2.3.
Технология GPON. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 520
12.2.4.
Протокол APON MAC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 521
12.2.5.
Надежность и резервирование в APON. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 525
12.3.
Ethernet на первой миле . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 526
12.3.1.
Эволюция Ethernet и технологии EPON . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 526
12.3.2.
Эволюция оптических интерфейсов Ethernet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 527
12.3.2.1.
Оптические интерфейсы для EPON. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 527
12.3.2.2.
Основные характеристики EPON (IEEE 802.3ah). . . . . . . . . . . . 529
12.3.3.
Принцип действия EPON . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 529
12.3.4.
Форматы кадров EPON . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 530
12.3.5.
Протокол MPCP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 532
12.3.5.1.
Режим инициализации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 532
12.3.5.2.
Нормальный режим работы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 533
12.3.6.
Методы эмуляции соединения "т-т" и общей среды. . . . . . . . . . . . . . . . 534
12.3.6.1.
Эмуляция соединения типа "т-т". . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 534
12.3.6.2.
Эмуляция общей среды. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 535
12.3.6.3.
Комбинированная эмуляция P2PE и SME . . . . . . . . . . . . . . . . . 536
12.3.7.
Эффективность EPON . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 536
12.3.7.1.
Эффективность использования полосы . . . . . . . . . . . . . . . . . . 536
12.3.7.2.
EPON и качество обслуживания (QoS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 537
12.4.
Проектирование оптимальных сетей PON. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 538
12.4.1.
Оптические параметры сетей PON . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 538
12.4.1.1.
Основные топологии сетей PON . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 539
12.4.1.2.
Требования к системам передачи по сетям PON . . . . . . . . . . . 540
12.4.1.3.
Оптические потери в сети PON. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 541
12.4.2.
Разветвители и их характеристики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 543
12.4.2.1.
Схема и характеристики разветвителя . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 543
12.4.2.2.
Классификация разветвителей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 544
12.4.2.3.
Учет других параметров разветвителей . . . . . . . . . . . . . . . . . . 546
12.4.3.
Задача проектирования оптимальных сетей PON. . . . . . . . . . . . . . . . . . 547
12.4.3.1.
Точки роста . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 547
12.4.3.2.
Сбалансированная сеть PON. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 548
12.4.3.3.
Алгоритм построения сбалансированной сети. . . . . . . . . . . . . 549
12.4.3.4.
Дисбаланс растущей сети. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 549
Литература к главе 12 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 550
1713.
Волоконно-оптические датчики. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 552
13.1.
Классификация датчиков . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 552
13.2.
Датчики по принципу кодирования информации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 553
13.2.1.
Амплитудные датчики. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 553
13.2.1.1.
Разрывные ВОД. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 553
13.2.1.2.
Неразрывные ВОД. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 554
13.2.2.
Туннельные датчики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 556
13.2.3.
Поляризационные датчики. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 559
13.2.3.1.
Эффект Поккельса. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 559
13.2.3.2.
Эффект Фарадея . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 560
Датчик давления . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 561
Датчик ускорения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 562
13.2.4.
Фазовые датчики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 562
13.2.4.1.
Интерферометр Майкельсона. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 563
13.2.4.2.
Интерферометр Маха-Цендера. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 563
13.2.4.3.
Интерферометр Фабри-Перо . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 564
13.2.4.4.
Интерферометр Саньяка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 564
13.2.5.
Датчики со спектральным кодированием . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 565
13.2.5.1.
Типы ВОД на ИФП . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 566
13.2.5.2.
ВОД на основе ВРБ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 566
13.2.5.3.
ВОД на основе двух скрученных волокон . . . . . . . . . . . . . . . . . 567
13.2.5.4.
ВОД на эффекте Бриллюэна . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 567
13.2.5.5.
ВОД на эффекте Рамана . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 568
Датчики на ВРБ и ИФП . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 568
ВОД на основе скрученных волокон . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 569
13.3.
Системы мониторинга промышленных объектов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 569
13.3.1.
Применение ВОД для измерения физических величин . . . . . . . . . . . . . 569
13.3.1.1.
Измерение температуры. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 569
13.3.1.2.
Измерение давления . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 571
13.3.1.3.
Измерение вибрации. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 573
13.3.1.4.
Измерение скорости потока . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 575
13.3.1.5.
Измерение уровня жидкости. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 576
13.3.1.6.
Измерение положения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 578
13.3.1.7.
Измерение тока и напряжения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 579
Волоконный трансформатор напряжения. . . . . . . . . . . . . . . . . 580
Волоконный трансформатор/датчик тока . . . . . . . . . . . . . . . . . 580
13.3.1.8.
Химический анализ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 582
13.3.2.
Системы мониторинга на базе ВОД . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 584
13.3.2.1.
Общие сведения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 584
13.3.2.2.
Волоконные информационные измерительные системы. . . . . 584
13.3.3.
Примеры систем мониторинга . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 585
13.3.3.1.
Мониторинг нефтегазопроводов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 586
13.3.3.2.
Мониторинг транспортировки электроэнергии . . . . . . . . . . . . 589
13.3.3.3.
Мониторинг в строительстве . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 590
13.3.3.4.
Мониторинг на транспорте . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 593
13.4.
Тенденции развития. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 595
Литература к главе 13. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 596
Список используемых сокращений. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 597
Авторский коллектив . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 607
18
Волоконно-оптическая техника: современное состояние и перспективы