PINPD — это модифицированный P-N фотодиод с внутренним слоем между Р- и N-типами кремния. Характеризуется высокой чувствительностью и малым временем нарастания сигнала.
Лавинный диод аналогичен PINPD, но имеет одно преимущество — почти каждый падающий на него фотон дает более одной пары злектрон/дырка в результате внутренней цепной реакции (лавинный эффект). Лавинный диод более чувствителен, чем PINPD, но дает больше шума.
Все эти базовые устройства комбинируются с каскадами усиления и «трансимпеданса» (усилитель, управляемый током), которые усиливают сигнал до требуемого уровня напряжения/тока.
Частоты передачи в волоконной оптике
Затухание сигнала в волоконно-оптическом кабеле зависит от свойств материала и от внешних воздействий
Эффекты, обусловленные влиянием материала:
- Рэлеевское рассеяние, вызванное неоднородностями в стекловолокне, размеры которых малы по сравнению с длиной волны. На 850 нм затухание за счет рэлеевского рассеяния может достигать 1 5 дБ/км, на 1300 нм эта величина меньше — 0.3 дБ/ км, а на 1550 нм еще меньше — 0.15 дБ/км
- Поглощение. Поглощение происходит в том случае, если в волокне присутствуют гидроксильные ионы и/или ионы металлов. Поглощение сказывается на ослаблении сигнала гораздо меньше, чем рэлеевское рассеяние, и ответственно за 0.2 дБ/км.
Внешние воздействия, приводящие к ослаблению сигнала:
- Микроизгибы. Возникают из-за недостаточной точности изготоаления кабеля — неоднородности волоконного кабеля по длине. Это может дать несколько дБ/км.
- Геометрия стекловолокна. Как и предыдущий пункт, но чаще из-за плохого контроля за диаметром при вытяжке кабеля.
На приведенном ниже графике демонстрируется очень важный факт: при передаче сигнвла по волоконно-оптическому кабелю различные длины волн (частоты) ослабляются в разной степени.
Частотные зоны, сосредоточенные вокруг вертикальных штриховых линий, называются окнами волоконной оптики. Всего их три:
- Первое окно на 850 нм
- Второе окно на 1300 нм
- И третье окно на 1550 нм.
Первое окно на самом деле не дает минимального ослабления (в сравнении с более высокими частотами), но именно эта частота была впервые использована в оптической связи. Созданные для этой частоты светодиоды были достаточно эффективны и просты в изготовлении.
Все же это самая подходящая длина волны и самый дешевый способ передачи сигналов на короткие расстояния — как в случае охранного телевидения.
Все чаще в охранном телевидении используется длина волны 1300 нм. Эту длину волны предпочитают в профессиональной телекоммуникации, а также в системах охранного телевидения с протяженными линиями передачи, где высокие цены на источники света не являются доминирующим фектором. Потери на этой частоте гораздо ниже — это тоже видно из графика. Разница в ослаблении сигнала между 850 нм и 1300 нм составляет примерно 2-3 дБ/км
Длина волны 1550 нм дает еще меньшие потери, и системы будущего ориентируются именно на это окно.
Приведем для иллюстрации значение типичного ослабления сигнала в многомодовом волоконно-оптическом кабеле 62.5/125 мкм с источником света 850 нм — оно составляет менее 3 3 дБ на километр. Если с этим же стекловолокном использовать источник в 1300 нм, то ослабление составит менее 1 дБ.
Комментариев нет:
Отправить комментарий