Parametry i zjawiska w światłowodach
Dyspersja: w ośrodku przezroczystym jest to zależność prędkości fali świetlnej v od jej długości (γ) lub częstotliwości (f).
Dyspersja zmienia kształt sygnału i powoduje jego „rozmycie” i „rozpływanie się” w czasie i przestrzeni rosnące wraz z odległością. Zniekształcenia te mają ogromne znaczenie przy szybkiej transmisji („krótkie sygnały”. Zjawisko to ma istotny wpływ na zacieranie się kolejnych impulsów, co uniemożliwia przy dużych odległościach ich rozróżnienie. Wyróżniamy dyspersję modową (rysunek a) i materiałową (rysunek b).
Nieliniowość światłowodów: współczynnik załamania światła dla szkła kwarcowego jest funkcją natężenia światła I:
n=n0=n2I
gdzie: n0 jest wartością współczynnika przy natężeniu światła bliskim zeru, n2=3,18*10-20 m2/W – tzw. nieliniowy współczynnik załamania
efektem nieliniowości jest zniekształcenie sygnału: w miejscu dużego natężenie impulsu świetlnego współczynnik załamania wzrasta, zatem prędkość fali maleje. W rezultacie środkowa część impulsu porusza się wolniej niż jego czoło oraz tył.
Tłumienie w światłowodach: w światłowodzie występuje wykładniczy zanik natężenia impulsu świetlnego w funkcji odległości propagacji:
I(z)=I0*e-αz S[dB]=10log(Pwej/Pwyj)
gdzie: I – natężenie impulsu świetlnego, z – odległość propagacji, α – współczynnik pochłaniania, S – współczynnik tłumienia, Pwej – moc światła doprowadzonego do światłowodu, Pwyj – moc na wyjściu światłowodu.
Rodzaje światłowodów
Wiązka promieni świetlnych (składowe o rożnych długościach fali) mająca stały kształt i charakterystyczną dla siebie prędkość fazową wzdłuż osi (dla całej wiązki) niosąca jedną informację nosi nazwę modu. Dla danego modu poszczególne promienie posiadają różną szybkość propagacji sygnału świetlnego wzdłuż osi włókna. W związku z tym na wyjściu światłowodu wiązka jest rozmyta. Włókno optyczne prowadzące wiele modów to światłowody wielomodowe MMF (ang. Multi Mode Fiber), natomiast jeden – jednomodowe SMF (ang. Single Mode Fiber)
Okna światłowodu
Transmisja danych z wykorzystaniem światłowodów odbywa się dla ściśle określonych długości fali świetlnej. Wyznaczone długości fali, dla których tłumienność materiału przyjmuje minimalne wartości ( w danym okresie rozwoju technologii światłowodowej) noszą nazwę okien.
Konstrukcje kabli światłowodowych
Wyróżnia się 3 rodzaje kabli optycznych:
• konstrukcje tubowe
• konstrukcje rozetowe
• konstrukcje płaskie lub prostokątne
Kable samonośne i podwieszane
Współczesnym rozwiązaniem są kable samonośne i podwieszane (mocowane do przewodów za pomocą energetycznych: podwieszane pod przewodem za pomocą spiralnie owijanych taśm, owijane śrubowo wokół przewodu nośnego oraz podwieszane pod przewodem za pomocą regularnie rozmieszczanych zacisków).
Łączenie światłowodów
W praktyce stosuje się dwa zasadnicze sposoby połączeń: rozłączne – dokonywane za pomocą różnorodnych złączek światłowodowych i trwałe – uzyskiwane przez spawanie włókien optycznych. Połączenia rozłączne muszą zapewniać powtarzalność parametrów w kolejnych wielokrotnych połączeniach torów światłowodowych. Uzyskanie jak najmniejszych strat (0,5 – 3 dB) wymaga precyzyjnej obróbki mechanicznej, prawidłowego osiowania włókna, czystości łączonych powierzchni raz odpowiedniego zbliżenia powierzchni czołowych światłowodów.
W praktyce stosuje się dwa zasadnicze sposoby połączeń: rozłączne – dokonywane za pomocą różnorodnych złączek światłowodowych i trwałe – uzyskiwane przez spawanie włókien optycznych. Połączenia rozłączne muszą zapewniać... [Jakieś 3 rysunki]
Media nie wymagające okablowania
Transmisja bez używania okablowania może być prowadzona:
• drogą radiową (np. sieci WiFi – standard 802.11),
• przez satelity (np. VSAT),
• drogą optyczną (np. podczerwień, transmisja laserowa).
Tego typu media stosowane są w przypadkach:
• budynków historycznych itp.,
• mobilności użytkowników,
• sieci tymczasowych np. zestawianie na czas budowy, konferencji,
• braku możliwości ułożenia okablowania,
• łatwego rozszerzenia obszaru dostępu do usług sieciowych.
Protokoły
Protokołem nazywa się standardowy, zorganizowany sposób komunikacji komputerów oraz innych urządzeń włączanych do sieci. Protokołem posługujemy się również podczas zwykłej rozmowy telefonicznej. Wyróżnia się protokoły otwarte (darmowe) oraz protokoły związane z konkretnym producentem (za ich wykorzystanie np. w systemie operacyjnym konieczne jest wniesienie odpowiednich opłat.
• Protokoły otwarte (TCP/IP)
• Protokoły charakterystyczne dla producenta (IPX/SPX)
Vasto_Lorde