Міністерство освіти і наукиУкраїни
Дніпропетровський національнийуніверситет
імені Олеся Гончара
Центр заочного та дистанційногоосвіти
Спеціальність В«БіологіяВ»
Індивідуальне завдання
з фізики
на тему:
В«Волоконна оптика і її застосуванняВ»
Виконала: студентка
групи 09-1з (1 потік)
Литвиненко Олександра
Перевірила: доцент Еліна О.В.
р. Дніпропетровськ
2010 р
Зміст
Введення
Волоконно-оптичні лінії зв'язку як поняття
Фізичні особливості
Технічні особливості
Основні складові елементи оптоволокна
Є в волоконної технології і свої недоліки
Оптичне волокно і його види
Волоконно-оптичний кабель
Області застосування і класифікація волоконно-оптичнихкабелів (ВОК)
Електронні компоненти систем оптичного зв'язку
Передавальні оптоелектронні модулі
світловипромінюючі діоди
Лазерні діоди
Волоконні світловоди
Дисперсія і пропускна здатність
Висновок
Список використаної літератури
Введення
З початку розвиткукомп'ютерної техніки пройшло небагато немало-шістдесят років. За цей час миотримали такі швидкості обчислень, такі швидкості передачі даних, про якішістдесят років тому не можна було і мріяти. Все почалося з того, що в1948 вийшли книги К. Шеннона "Математична теорія зв'язку" і Н. Вінера"Кібернетика, або управління і зв'язок в тварині і машині". Вони й визначилиновий вектор розвитку науки, в результаті чого з'явився комп'ютер: спочаткуламповий гігант, потім транзисторний і на інтегральних схемах, намікропроцесорах. І ось в 1989 році з'явився персональний комп'ютер IBM. У томуж році вийшла програма MS - DOS, а в 1990 - Windows-3.0, і далі пішлострімке вдосконалення "заліза" та програмного забезпечення. До кінцястоліття людство отримало приголомшливу мініатюризацію комп'ютерної техніки,скорочення відстані між комп'ютером і людиною, тотальне проникненнякомп'ютерних технологій в побутову сферу. 1986 рік - народження Інтернету,глобальної мережі, що охопила практично всі країни світу, що поставляє кожномукористувачеві поточну інформацію. Отримавши настільки швидку обробку даних,люди прийшли до висновку, що можна перестати втрачати час і гроші, також напередачу цих даних, а також збільшити швидкість доступу, і швидкість передачуданих. Це стало можливим завдяки використанню нових видів зв'язку, такихяк оптичне волокно, що прийшли на заміну банальним алюмінієвим і міднимпроводам.
Історія розвиткуволоконно-оптичних ліній зв'язку почалася в 1965-1967
г р., хвилеводні лініїзв'язку для передачі широкосмугового інформації, а також криогеннінадпровідні кабельні лінії з малим загасанням.
З 1970 р. активно розгорнулися роботи зі створення світловодів і оптичних кабелів, що використовують видимеінфрачервоне випромінювання оптичного діапазону хвиль.
Тема про оптоволоконноїлінії зв'язку, є актуальною на даний момент часу, так як число людейна планеті зростає, і потреби в покращення життя той же збільшуються. Ще здавніх часів людина удосконалюється: покращує свої знання, прагнеполіпшити життя, створюючи і моделюючи предмети побуту. І зараз багато фірмстворюють телевізори, телефони, магнітофони, комп'ютера і багато іншого, тобто- Побутову техніку, що спрощують життя людини. Але для впровадження цих новихтехнологій потрібно змінювати або поліпшувати старе. Як приклад цього можна привести нашілінії зв'язку на коаксіальному (мідному) кабелі, про які вже було згадановище. Їх швидкість мала, навіть для передачі відеоінформації. А волоконна оптикаякраз те, що нам потрібно - її швидкістю передачі інформації дуже велика.Плюс, низькі втрати при передачі сигналу дозволяє прокладати значні подальності ділянки кабелю без установки додаткового обладнання.Оптоволокно має хорошу перешкодозахищеність, легкість прокладки і довгі термінироботи кабелю практично в будь-яких умовах. І, крім того, оптоволокно не маєсенсу красти з метою здачі на металобрухт. В даний час оптоволокнознаходить своє застосування переважно в тілі - і інтернет - комунікаціях. Алевважається, що сьогоднішнє використання оптоволокна лише вершина айсберга йогозастосування.
Волоконно-оптичнілінії зв'язку як поняття
Волоконнаоптика є відносно молодою галуззю науки і техніки, і її визначенняне можна вважати усталеним. Тим не менше ми спробуємо його дати.
Волоконнаоптика (fiber optics) - це розділ оптики, в якому розглядається передачасвітла і зображення по светопроводам і волноводам оптичного діапазону, вЗокрема по багатожильним световодам і пучкам гнучких волокон.
Волоконно-оптичнілінії зв'язку - це вид зв'язку, при якому інформація передається по оптичнихдіелектричним хвилеводів , відомим під назвою "оптичневолокно ".
Оптичне волокно вНині вважається найдосконалішою фізичним середовищем для передачіінформації, а також самої перспективним середовищем для передачі великих потоківінформації на значні відстані. До прикладу, В даний часволоконно-оптичні кабелі прокладені по дну Тихого і Атлантичного океанів іпрактично весь світ "обплутаний" мережею волоконних систем зв'язку (Laser Mag.-1993. - № 3;Laser Focus World.-1992.-28, № 12; Telecom. mag.-1993. - № 25; AEU: J. AsiaElectron. Union.-1992. - № 5). Європейські країни через Атлантику пов'язаніволоконними лініями зв'язку з Америкою. США, через Гавайські острови і острівГуам - з Японією, Новою Зеландією та Австралією. Волоконно-оптична лініязв'язку з'єднує Японію й Корею з Далеким Сходом Росії. На заході Росіяпов'язана з європейськими країнами Петербург - Кінгісепп - Данія і С.-Петербург -Виборг - Фінляндія, на півдні - з азіатськими країнами Новоросійськ - Туреччина. ВЄвропі, також, як і в Америці, давно вже знайшли широке застосування практичноу всіх сферах зв'язку, енергетики, транспорту, науки, освіти, медицини,економіки, оборони, державно-політичної і фінансової діяльності.Отже, підстави вважати оптоволокно самої перспективним середовищем для передачівеликих потоків інформації випливає з ряду особливостей, властивих оптичнимволноводам.
Фізичніособливості
Широкополосностьоптичних сигналів, обумовлена ​​надзвичайно високою несучою частотою. Цеозначає, що по оптичній лінії зв'язку можна передавати інформацію зішвидкістю порядку 1 Терабіт/с.
Кажучи іншими словами,по одному волокну можна передати одновременно10 мільйонів телефонних розмові мільйон відеосигналів. Швидкість передачі даних може бути збільшена за рахунокпередачі інформації відразу в двох напрямах, оскільки світлові хвилі можутьпоширюватися в одному волокні незалежно один від одного. Крім того, воптичному волокні можуть поширюватися світлові сигнали двох різнихполяризацій, що дозволяє подвоїти пропускну здатність оптичного каналузв'язку. На сьогоднішній день межа за щільністю інформації пооптичного волокна не досягнуть. А це означає, що до цих пір при настількисильній завантаженості нашого Інтернету не знайшлося стільки інформації, якапри одночасній передачі призвела б до зменшення швидкості передаваногопотоку даних.
Дуже мала (у порівнянніз іншими середовищами) загасання світлового сигналу у волокні. Іншими словами втратасигналу за рахунок опору матеріалу провідника. Кращі зразки російськоговолокна мають настільки мале загасання, що дозволяє будувати лінії зв'язку довжиноюдо 100 км без регенерації сигналів. В оптичних лабораторіях США розробляютьсяще більш "прозорі", так звані фтороцірконатние волокна.Лабораторні дослідження показали, що на основі таких волокон можуть бутистворені лінії зв'язку з регенераційних ділянками через 4600 км при швидкості передачі порядку 1 Гбіт/с.
Технічніособливості
Оптичне волокноявляє собою діелектричний хвилевід, виготовлений з кв...
