Elementul principal al cablului de fibră optică (FOC) sau cablul optic suplimentar (OK) este o fibră optică (AF). Fibrele optice cu fibre optice sau (OB); - o optică fots waveguide adaptate pentru transmisia direcțională a radiațiilor optice, format ca o formă subțire cilindrică toron de sticlă, cu o secțiune transversală circulară. Fibră optică constă dintr-un miez de una sau mai multe membrane și unul sau mai multe straturi de protecție.
OM de bază - OM este o regiune centrală prin care trece partea principală a puterii semnalului optic. Valoarea medie a indicelui de refracție (Rl) a pielii mai rapid decât media în miez. OB se aplică uniform shell sau depressirovannye. În membrane omogene valoarea OB constante PP, la variabila depressirovannyh. Materialul dielectric pentru OB miez și placarea este silice topită (sticlă de cuarț), elemente chimice pure sau impure și compușii acestora, proporții mici, dintre care contribuie la o schimbare a proprietăților optice ale cuarț topit în mod corespunzător. silice fuzionată - este substanță amorfă, cristalină, cu o formulă chimică de dioxid de siliciu SiO2. Miezul și OB shell au caracteristici optice diferite (indici de refracție n 1 și n 2). În cazul în care miezul este utilizat pentru a transmite energie electromagnetică, shell - pentru a crea cele mai bune condiții de reflexie la interfața dintre miez - teacă de protecție de bază de fibre de la deteriorări mecanice, precum și pentru protecția împotriva energiei radiațiilor în spațiul înconjurător și absorbția radiațiilor nedorite din exterior.
Fibrele optice sunt împărțite în două grupe: multimode si singlemode. In structural ele sunt diferite diametrul miezului (Fig. 2.3). In single-mode cu miez de fibre cu diametrul d1 este comparabil cu lungimea de undă (d1 ≈ # 955;), și doar un singur tip de undă este transmis pe acesta (modurile). In multimodală Diametrul fibrelor Core d2 mai mare decât lungimea de undă (d2> # 955;), și este distribuit un număr mare de valuri. În practică, diametrul miezului fibrei este de 6 - 8 microni 50 microni singur waveguides mode și multimod au un înveliș diametru - 125 microni diametru fibre de strat protector - 250 microni.
Fig. 2.3. Profilul indicelui de refracție al diferitelor fibre:
multimod: 1 - pasul 2 - gradientului;
singlemode 3 - etapa 4 - triunghiulare, 5 - tipaW
Fig. 2.4. Fibre optice:
și - multimode de viteză;
b - o multimod gradată;
în - singlemode
profiluri indice de refracție (PPP) ale diferitelor RH sunt prezentate în Fig. 2.3. IFR multimod OB împărțit în etape și cu gradient. In etapa indicelui soare refracție al miezului este constantă și există o tranziție bruscă de la n 1 la n 2 a carcasei miezului. Gradient Sun au o continuă schimbare lină în indicele de refracție în miezul fibrei optice de-a lungul razei dinspre centru spre periferie.
In single-mode PPP RH, la rândul său, este împărțit într-un pas, triunghi, tip W (Fig. 2.3).
Calea fasciculului în fibrele optice ale diferitelor grupuri sunt prezentate în Fig. 2.4. In multimodală pasit razele de fibre sunt reflectate de limitele brusc miez-teacă. În acest traseu diferitele grinzi sunt diferite, și așa au ajuns la capătul liniei cu o schimbare de timp, ceea ce conduce la o denaturare a semnalului transmis (varianța). Fibrele de gradient raze de călătorie într-o cale serpentină, deci mai puțin distorsiunea. În cele mai bune condiții, este o transmisie single-mode, deoarece numai un singur fascicul este distribuit aici.
Matematic, profilul indicelui de refracție (PPP) IA poate fi descrisă prin expresia formei:
în care n 1 - valoarea SPT maximă la axa fibrei, adică, când r = 0; și - raza de bază; u - exponent care descrie schimbarea în RFP; # 8710; - diferența relativă dintre indicii de refracție ai carcasei și a agenților. Valoarea diferitelor fibre # 8710; Aceasta variază .003-0.01.
Exponentul pentru profilul indicelui de refracție triunghiular este egal cu 1, parabolica - 2 și dreptunghiulare (în trepte) - ∞.
procesele fizice care au loc în propagarea undelor electromagnetice în fibrele optice ale cablurilor optice au propriile lor caracteristici. Spre deosebire de cablurile convenționale cu conductivitate electrică, curentul de conducție I pr. OK au mecanisme de transmisie complet diferite, și anume, curenții de polarizare I cm pe care acționează, de asemenea, difuzate. Cu toate acestea, răspândirea val în OK nu este în spațiu liber, și este concentrată în cantitatea de fibre și transmise prin ea într-o anumită direcție (fig. 2.5).
Fig. 2.5. proces peredachivolny a fibrei optice
De exemplu, lungimea de undă de transmisie a fibrei optice cu un pas profil de indice de refracție se realizează prin reflectarea ei de limita miezului și placarea cu diferiți indici de refracție (n 1 și n 2).
În cablurile convenționale informația purtător este dată de curentul electric intersecție, iar OC - fascicul laser.
Fig. 2.6. Transferul unei scheme de ghidare:
și - două fire; b - waveguide
In cabluri coaxiale simetrice și transmisia se realizează prin utilizarea unui circuit cu două fire și un circuit direct retur conductor. În fibre optice, waveguides și alte câteva sisteme au ghidaje cei doi conductori, și transmiterea are loc prin waveguide din cauza mai multor valuri de reflexie ale interfeței (fig. 2.6). O astfel de delimitare reflectorizant poate fi metalll - izolator dielectric -. Cu proprietăți diferite izolator dielectric (optic) etc. În principiu, există waveguide fibre optice, waveguide, o linie de undă de suprafață, un dielectric șine de ghidare a valurilor și a altor sisteme de construcție.
Limita dintre sistemele de ghidare diferite caracterizate prin relația dintre lungimea de undă # 955; și dimensiunile transversale d ale sistemului de ghidare. la # 955;> d necesită două fire: înainte și înapoi, și transmiterea are loc de obicei circuitul cu două fire. la # 955; Luați în considerare principiul fibrei optice și posibilele cazuri de propagare a undei în fibra la frecvențe diferite [1.3]. Fig. 2.7 prezintă cazurile de limitare a lungimii de undă scăzută de propagare când # 955; → 0 (fig. 2.7 a) și undă corespunzătoare cu diametrul fibrelor (d) la # 955; → d (fig. 2.7 b). În primul caz, reflecția este mică și tinde să val la mișcarea rectilinie de-a lungul fibrei, adică, transferul are loc în condiții favorabile.
Fig. 2.7. Propagare a undei în waveguide optic pentru frecvențele:
și - foarte mare; b - mai ridicat; în - critică
În al doilea caz, unda se reflectă adesea și mișcarea înainte a sale foarte mici. În acest caz, o mică fracțiune din energia este transmisă de-a lungul fibrei.
La o anumită lungime de undă # 955; ≈d -nastupaet acest mod (Figura 2.7.) # 952; = 0, unda este incident pe mantaua de fibre și este reflectată perpendicular. Fibra este instalat modul de undă staționară și energia de-a lungul fibrei optice nu se mișcă. Acest mod corespunde cu lungimea de undă critică # 955; = d 0 și frecvența critică f 0 = c / d.
Astfel, în waveguide optic se poate propaga o lungime de undă mai mică decât diametrul miezului fibrei (# 955; 
Fig. 2.8. Principiul de funcționare al fibrei optice:
1 - există o rază refractată; 2 și 3 nu există nici o rază refractată
Conform legilor opticii geometrice la miezul - shell va fi unghiul incident de val cu AB # 966; n. Soare reflectat cu un unghi # 966; o. și unghiul de refracție cu BD # 966; np (Figura 2.8, linia 1.). Este cunoscut faptul că în timpul tranziției de la un mediu cu o densitate mai mare într-un mediu cu o densitate mai mică, adică cu n 1> n 2. val de la un anumit unghi de incidență este reflectată în totalitate și nu trece într-un alt mediu. Unghiul de incidență la care toată energia este reflectată de la granița dintre mass-media, adică # 966; n = # 952; c. Acesta a numit unghiul de reflexie internă totală. Acest unghi este determinat de relația:
unde # 956; r 1 și # 949; r 1. # 956; r 2 și # 949; r 2 - permeabilitate dielectrice și magnetice a miezului și învelișului.
La unghiul critic # 966; n = # 952; în unda se deplasează de-a lungul limitei dintre două medii miez - manta (figura 2.8, linia 2.) și nici o radiație în spațiul înconjurător. la # 966; n> # 952, în val este reflectată complet și readuse în mediul inițial - miezul (figura 2.8, linia 3.). Radiații este, de asemenea, nr. Cu cat mai mare unghiul de incidență, adică # 966; n> # 952, între QB 90. cu atât mai bine condițiile de propagare și mai rapid val vine la capătul receptor. În acest caz, toată energia este concentrată în miez de fibre și, practic, nu radiat în mediul înconjurător. La un unghi mai mic decât unghiul de reflexie totală, adică, la # 966; n <θв. энергия проникает в оболочку, излучается во внешнее пространство и передача по световоду неэффективна.
total intern de intrare mod de reflexie determină starea luminii în capătul de intrare al fibrei optice. După cum se poate observa din Fig. 2.8 din fibre transmite numai lumina închisă într-un unghi solid # 952; A. care se datorează unghiului de reflexie internă totală # 952; c.