Lucrarea 9 - rețele și transmiterea datelor prin fibră optică

1. Generalitati despre fibrele optice

Indiferent de domeniile in care se folosesc, fibrele optice sunt ghiduri de lumina folosite pentru transmiterea informatiilor cu piederi mici de energie dintr-un loc in alt loc.

Fibrele optice sunt cilindri lungi si flexibili cu diametru de 10-100¼m, prin care razele luminoase se propaga prin reflexii interne totale multiple pe suprafata laterala a fibrei; exista si fibre optice cu gradient , caracterizate de faptul ca indicele de refractie este maxim in centrul fibrei scade treptat spre periferia ei asfel incat reflexia totala a luminii este mai complicata decat in cazul fibrelor optice simple.

Indiferent de compziti a aleasa , materialul dielectric utilizat pentru obtinerea fibrelor optice trebuie sa raspunda urmatoarelor cerinte:

-sa aiba transparenta cat mai buna la lungimea de unda a semnalului luminos folosit ;

-sa posede stabilitate chimica cat mai buna in timp ;

-sa fie usor prelucrabil in toate fazele procesului tehnologic

AVANTAJELE FIBRELOR OPTICE:

Imunitate la zgomot,adica insensibilitate la parazitii electromagnetici.Daca o fibra optica se afla intr-un cimp electromagnetic perturbator, semnalul transmis nu are de suferit.

Banda de trecere foarte mica:de la 10 la 1000 MHzxkm.

Atenuare mica.Atenuarea semnalelor transmise prin fibre optice este foarte mica facindu-le mai avantajoase decit cablurile din cupru(exemplu).Astfel p/u surse care emit la 0.84 micro m atenuarea este de 5-10 dB/km,iar p/t surse care emit la 1.3 micro m,atenuarea este de 1-3 dB/km.

Rezistenta la radiatii.Aceasta depinde de materealul utilizat(sticla,siliciu,silicon) .

Securitatea informatiei.Informatiile transmise prin fibra optica nu sint detectate din exterior decit numai daca cablul este deteriorat.

Izolatia electrica.Fibrele optice cu o rigiditate dielectrica de ordinul a citorva sute de kV/m,permit o izolatie electrica totala intre emitator si receptor,suprimind problemele de punere la pamint.Reparatiile asupra cablurilor se pot face fara deconectarea de la circuit si fara risc.

Masa redusa pe unitate de lungime(in jur de 50-100 g/km) si supletea firelor.

Comportarea in mediu ambiant.Rezista la temperaturi de utilizare superioare fibrelor metalice.Dilatatie termica foarte mica(5.4*0.0000001 1/K).

Temperatura pana la care se folosesc cablurile de sticla depinde de materialul stratului protector si de materialul folosit pentru unirea fibrelor si poate fi de pana la 4ooºC, iar temperatura maxima la care se mai pot folosi cablurile de plastic este impusa de materialul plastic folosit pentru obtinerea fibrelor.

Cablurile de fibre optice sunt de doua feluri:

-cabluri necoerente sau ghiduri de lumina, care se folosesc atunci cand semnalul transmis de o fibra optica simpla a cablului nu este corelat cu semnalele transmise se celelalte fibre simple ale cablului; in astfel de cabluri nu este importanta pozitia relativa a diferitelor fibre simple care alcatuiesc cablul; Functia primara a cablurilor necoerente este de a transmite lumina dintr-un loc in alt loc. Avantajele lor fata de alte dispozitive optice care pot indeplini acelasi rol sunt flexibilitatea, eficienta ridicata, compactitatea si posibilitatea de modelare a sectiunii transversale a fasciculului luminos. Flexibilitatea permite ghidarea luminii dupa drumuri complicate fara sa fie necesara folosirea oglinzilor sau a prismelor.

-cabluri coerente, folosite in special pentru transmiterea imaginilor; la asemenea cabluri pozitia relativa a diferitelor fibre simple care intra in componenta acestora este de importanta vitala. Deoarece fiecare fibra optica simpla, componenta a cablului, poate transporta o anumita cantitate de energie, corespunzatoare unui anumit element de suprafata a obiectului, independent si fara influenta fibrelor vecine, cablurile coerente servesc pentru transmiterea imaginilor dintr-un loc in altul.

2. Caracteristici ale fibrelor optice

Propagarea radiatiei luminoase prin fibra optica poate fi analizata din punctul de vedere al opticii geometrice atunci cand diametrul miezului fibrei optice este mare comparativ cu lungimea de unda a radiatiei luminoase (efectele de difractie se neglijeaza).

Radiatia luminoasa incidenta la limita de separare dintre miezul fibrei (cu indicele de refractie n1 ) si invelisul protector (cu indicele de refractie n2,; n1 > n2) va fi reflectata total si deci se va propaga fara pierderi de-a lungul fibrei optice, daca unghiul de incidenta ¸ este mai mare sau egal cu unghiul limita l (0>l), unde unghiul limita este dat de relatia :