Convertoare electro-optice
Există două tipuri de dispozitive care convertesc un semnal electric într-un semnal luminos, și anume LED-uri și diode laser.
LED-urile (diodei emițătoare de lumină) generează radiații incoerente (semnalul conține componente ale mai multor lungimi de undă). Caracteristica LED este prezentată în Fig. 3,9 [20]. Regiunea spectrului semnalului generat la lungimea de undă a semnalului principal este 850 nm și 70 sau 120 la o lungime de undă a semnalului principal de 1300 nm. În figură, puterea maximă este notată cu 1. Valoarea tipică a puterii maxime excitate pentru diferite tipuri de diode este diferită și este în intervalul de la 20 la 10 dB. Incoerența LED-urilor le limitează utilizarea.
Fig. 3.7. Curbele de întârzieri în timp și dispersia cromatică specifică
Tabelul 3.3. Dispersia semnalelor optice în diferite fibre optice
Convertoare optoelectrice
Receptorul de radiații trebuie să transforme semnalul optic într-un semnal electric. Deoarece semnalul de informație este conținut în fluxul de lumină modulat, acest flux trebuie adoptat cât mai complet și fără distorsiuni. Deoarece suprafața de lucru a receptorului este mult mai mare decât secțiunea transversală a fibrei, pierderile în trecerea radiației către receptor vor fi mult mai mici decât atunci când se trece de la o sursă la o linie. Pentru a primi radiații pot fi utilizate fotodiode - dispozitive semiconductoare bazate pe grupe de siliciu și germaniu. În fotodiodele obișnuite, se formează un curent, în funcție de intensitatea radiației incidente, acestea se disting prin liniaritate și stabilitate în funcționare, timp scurt de răspuns, dar nu asigură amplificarea fluxului fotografic.
fototranzistori
Aceste dispozitive semiconductoare sunt, de asemenea, construite pe bază de siliciu și germaniu. Fototranzistorii au o sensibilitate ridicată și o amplificare bună, dar din cauza capacității mari de barieră, timpul de răspuns este mare, adică caracteristicile de frecvență sunt mai slabe decât cele ale diodelor. Frecvența limită pentru cele mai bune probe atinge 200 MHz.
PIN fotodiodă
De-p i-n (PIN) fotodiode între straturi diferite de conductivitate (p și n) a introdus un strat intrinsec (i-regiune), care atunci când se aplică o tensiune de polarizare inversă este sărăcită de purtători liberi. Ca rezultat al absorbției luminii, se vor forma electroni purtători, care vor accelera un câmp electric puternic. PIN-urile fotodiodelor au o mai mare sensibilitate decât fotodiodele. Capacitatea lor de barieră este scăzută, datorită căreia sunt furnizate caracteristici de frecvență bune (frecvența cutoff este de până la 1 GHz). Acestea necesită o tensiune mică de inversare inversă (mai mică de 5V).
Fotodiode de avalanșă
Fotodiile de avalanșă au amplificare internă și diferă de fotodiodele p-i-n prin prezența unui alt strat suplimentar. La tensiuni ridicate de polarizare inversă (de ordinul a 100 V) se formează un câmp accelerator puternic. În câmp există reproducerea avalanșă a purtătoarelor formate sub influența luminii, adică amplificarea fluxului fotografic. Aceste dispozitive sunt caracterizate printr-o sensibilitate ridicată, câștig mare și de mare viteză, dar utilizarea lor este complicată complexitate, costul ridicat, tensiuni înalte de operare, iar tensiunile au nevoie pentru a stabiliza modul de temperatură și funcționare numai semnal mic câștig. Caracteristicile receptoarelor optice sunt prezentate în Tabelul. 3.5.
Tabelul 3.5. Caracteristicile receptoarelor optice
Conectori optici
Unul dintre locurile critice ale sistemelor de fibră sunt îmbinările de fibre și conectorii. Având în vedere diametrul porțiunii centrale a fibrei, este ușor să-și asume ce consecințe vor fi unite cu fibre nealinierea chiar câțiva microni (mai ales în singură variantă modul, în care diametrul miezului central mai mic de 10 microni), sau deformarea unei formă a secțiunii a fibrelor. Conectorii pentru fibrele optice sunt de obicei cu designul prezentat în Fig. 3.11. și sunt fabricate din ceramică. Pierderea luminii în cuplor este de 0,2 dB. Pentru comparație: sudarea cu fibre duce la pierderi de cel mult 0,001-0,1 dB. Există, de asemenea, o tehnică de îmbinare a fibrelor mecanice, care se caracterizează printr-o pierdere de aproximativ 10% (îmbinare). atenuatoare optice pentru potrivire optimă dinamică între 3 raportul dintre nivelul semnalului maxim la care încă nu congestie se produce receptor termina frontal la minim determinat de pragul de sensibilitate (de obicei exprimat în dB) a semnalului optic, și o sensibilitate dispozitiv de intrare interval sunt șaibe metalice subțiri care cresc clearance-ul între fibră de cablu și receptor.
Fig. 3.11. Sistem optic de conectori
Fig. 3.12. Schema de butuc optic pasiv
Legătura încrucișată destinată unui cablu optic se referă la secțiuni transversale de densitate mare, adică Numărul de perechi conectate pe unitate de suprafață depășește sistemele anterioare (de exemplu, sistemele digitale de etanșare). La această cerință încrucișată se stabilesc:
- contabilizarea specificității traversării cablurilor cu fibră optică;
- fiabilitatea și gestionabilitatea instalațiilor de cablu;
- confortul muncii;
- siguranța personalului.
Densitatea mare și fragilitatea (probabilitatea mare de deteriorare în condițiile de funcționare) conduc la noi soluții. O altă caracteristică a cablurilor optice este specificitatea propagării luminii prin fibră. Atunci când fibra se îndoaie mai mult decât raza de protecție de 30 mm, se produce o disipare a puterii optice, iar atenuarea cablului crește semnificativ. Prin urmare, pe lângă exploatarea atentă, există o cerință suplimentară - o proprietate geometrică: în nici un caz raza inflexiunii să nu depășească cea critică. În conformitate cu noile reglementări și standarde de siguranță OSHA (siguranță ocupațională și Administrația de Sănătate - securitate și sănătate legile SUA)-tari incrucisate optice ar trebui să asigure o protecție maximă pentru operatorul de radiații laser potențial ochi la cablurile de legătură încrucișată. Acest lucru este deosebit de important pentru crucile de densitate mare. O caracteristică a încrucișărilor cu densitate mare este imposibilitatea fundamentală de a folosi metode verticale sau frontale de acces la cabluri. Metodele frontale nu oferă pe deplin densitatea necesară de legături încrucișate și nu sunt atât de sigure pentru personal. Accesul vertical este incomod atunci când lucrați cu fibre individuale.