Transmisie prin fibră optică

CANAL CU FIBRÅ OPTICÅ PENTRU TRANSMISIA UNUI

SEMNAL DE AUDIOFRECVENºÅ

1. Scopul lucrårii

Scopul acestei lucråri este prezentarea particularitå¡ilor legate de

transmisia unui semnal de audiofrecven¡å (A. F.) pe fibrå opticå ¿i a schemelor

electronice utilizate în blocurile de emisie ¿i recep¡ie.

2. Teoria lucrårii

2.1. Generalitå¡i

În sistemele optice de transmisie, fibrele optice (FO) se utilizeazå ca

mediu de transmisie, înlocuind cablurile conven¡ionale, fa¡å de care prezintå o

serie de caracteristici net superioare: imunitatea la interferen¡ele electromagnetice,

izolarea electricå a transmi¡åtorului de receptor, absen¡a problemelor legate de

scurtcircuitare ¿i stråpungere, pierderi reduse, lårgime de bandå extrem de

ridicatå, reducerea volumului, a greutå¡ii ¿i a pre¡ului de cost [1, 2].

Transmisiile optice ghidate s-au dezvoltat mult odatå cu perfec¡ionarea

tehnologiilor legate de fibrele optice cu pierderi mici (sub 10 dB/km), pierderile

în fibrå ( L f ) reprezentând principala surså de pierderi în astfel de canale.

Celelalte surse de pierderi sunt, a¿a cum rezultå ¿i din figura 1, pierderile de

cuplaj Lc , pierderile în conectori Lcn , ¿i pierderile de îmbinare Li .

ºinând seama de aceste pierderi puterea la recep¡ie se poate scrie:

PR = PS  Lc  2Lcn  Li Ni  L f l f (1)

unde PS este puterea de ie¿ire a sursei, Ni - numårul de îmbinåri de tronsoane de

FO, iar l f lungimea totalå a FO utilizate.

2.2. Fenomene de cuplare la fibrå a surselor optice

Cerin¡ele generale ale unei bune cuplåri la fibrå a surselor optice sunt

determinate de necesitatea realizårii unei excitåri cât mai eficiente a modurilor

ghidurilor ¿i de cea a realizårii unei cuplåri cât mai stabile ¿i cât mai fiabile.

Canal cu fibrå opticå pentru transmisia unui semnal de audiofrecven¡å 73

Fig. 1. Diagrama pierderilor de putere prin sistem

Parametrul important în determinarea frac¡iunii din radia¡ia emiså care se

cupleazå la fibrå este apertura numericå a fibrei sin ¸c , unde unghiul critic:

¸c = arcsin nc2  nr2 (2)

reprezintå cea mai mare valoarea a unghiului de inciden¡å pentru care razele

emise de surså mai intrå în fibrå; nc ¿i nr sunt, respectiv, indicii de refrac¡ie ai

miezului canalului ¿i înveli¿ului (anvelopei) fibrei.

Pentru o surså de dimensiuni reduse în raport cu diametrul canalului

ghidului optic, a¿ezatå axial în vecinåtatea fibrei, se poate defini eficien¡a de

cuplaj:

unde I(¸) este distribu¡ia unghiularå a radia¡iei.

De exemplu, pentru o surså lambertianå [2] se poate scrie:

I (¸) = I0 cos ¸ (4)

deci

·c E sin 2 ¸c (5)

rela¡ie ce reprezintå dependen¡a eficien¡ei de cuplaj de apertura numericå a fibrei.