Предисловие
Введение
1.1. История развития волоконной оптики
1.2. Сравнение оптоволоконных и кабельных систем
1.2.1. Полоса пропускания
1.2.2. Помехи
1.2.3. Электроизоляция
1.2.4. Расстояния передачи
1.2.5. Размер и вес
1.2.6. Использование в огнеопасных газовых средах
1.2.7. Информационная безопасность
1.2.8. Множественные ветвления для локальных сетей
1.2.9. Сращивание и соединители
1.2.10. Оконечное оборудование
1.2.11. Оборудование для проверки и тестирование (оптоволокно и кабели)
Определения и фундаментальные принципы
Передача данных
2.1. Передатчики, приемники и каналы связи
2.1.1. Стандарты интерфейсов
2.1.2. Кодирование
2.1.3. Протоколы
2.2. Типы каналов связи
2.2.1. Аналоговые каналы связи
2.2.2. Цифровые каналы связи
2.3. Свойства каналов связи
2.3.1. Измерение сигнала в каналах связи
2.3.2. Затухание сигнала
2.3.3. Полоса пропускания канала
2.3.4. Шум
2.4. Режимы передачи данных
2.4.1. Направление потока сигналов
2.4.2. Синхронизация сигналов цифровых данных
2.4.3. Асинхронная передача
2.4.4. Синхронная передача
2.5. Свет
2.5.1. Электромагнитные волны
2.5.2. Фотоны
2.6. Электромагнитный спектр
2.6.1. Оптическая область спектра
2.7. Снова о традиционных кабелях
2.7.1. Типы кабелей
2.7.2. Структура кабеля
2.8. Факторы, влияющие на производительность традиционных кабелей
2.8.1. Затухание
2.8.2. Наводки
2.8.3. Волновое сопротивление (characteristic impedance)
2.9. Коаксиальный кабель
2.9.1. Компоненты коаксиального кабеля
2.9.2. Соединители коаксиальных кабелей
2.9.3. Одноканальная и многоканальная передача по коаксиальным кабелям
2.9.4. Преимущества коаксиального кабеля
2.9.5. Недостатки коаксиального кабеля
2.10. Кабель с витой парой
2.10.1. Компоненты кабеля с витой парой
2.10.2. Экранированный кабель с витой парой (STP)
2.10.3. Неэкранированный кабель с витой парой (UTP)
2.10.4. Категории кабелей
2.10.5. Требования к производительности
2.10.6. Преимущества кабеля с витой парой
2.10.7. Недостатки кабеля с витой парой
2.11. Источники помех и шума в кабелях
2.11.1. Электростатические наводки
2.11.2. Индуктивные наводки
2.11.3. Резистивные наводки
Теория волоконно-оптической передачи
Введение
3.1. Фундаментальные принципы действия
3.1.1. Введение
3.1.2. Отражение, преломление и дифракция
3.1.3. Показатель преломления
3.1.4. Закон Снелла
3.1.5. Внутреннее отражение
3.1.6. Внешнее отражение
3.1.7. Строение оптического волокна
3.1.8. Отражение Френеля
3.2. Природа передачи света стеклом
3.3. Числовая апертура
3.4. Модовое распространение в волокнах
3.4.1. Введение
3.4.2. Модовая дисперсия
3.4.3. Число мод
3.4.4. Исчезающие моды
3.4.5. Профиль показателя преломления
3.4.6. Многомодовые волокна со ступенчатым и плавным изменением показателей преломления
3.4.7. Одномодовые волокна
3.4.8. Сравнение скорости передачи данных и расстояний для различных типов волокна
3.4.9. Стоимость
3.5. Полоса пропускания
3.6. Спектральное уплотнение
3.7. Эффекты при передаче оптического сигнала
3.7.1. Хроматическая дисперсия
3.7.2. Потери из-за поглощения (Absorption losses)
3.7.3. Потери из-за рассеивания
3.7.4. Потери из-за изгибов волокна
3.7.5. Потери вследствие излучения
3.7.6. Потери Френеля на соединениях
3.7.7. Несоответствие размеров волокна и числовых апертур
3.8. Другие потери
3.9. Другие виды волокон
3.9.1. Пластиковые волокна
3.9.2. Ультрафиолетовые волокна
3.9.3. Волокна в среднем инфракрасном диапазоне
3.9.4. Поляризованные волокна
3.10. Производство волокон
3.10.1. Внутреннее осаждение в химических парах
3.10.2. Внешнее осаждение в химических парах
3.10.3. Осевое осаждение паров
3.10.4. Протягивание с двойным тиглем
Конструктивные элементы волоконно-оптического кабеля
Введение
4.1. Главные цели конструкции кабеля
4.1.1. Механическая защита
4.1.2. Упрощение работы
4.1.3. Защита от окружающей среды
4.1.4. Полностью диэлектрические кабели (гальваническая изоляция)
4.2. Оценки растяжения волокон
4.3. Структурные элементы кабеля
4.4. Центральный компонент
4.5. Компоненты усиления
4.5.1. Металлические компоненты усиления
4.5.2. Неметаллические компоненты усиления
4.6. Волоконный футляр
4.6.1. Конструкция со свободным буфером
4.6.2. Конструкция свободной трубки
4.6.3. Конструкция желобчатого сердечника
4.6.4. Волокна с плотным буфером
4.6.5. Ленточная конструкция кабеля
4.7. Водоотталкивающий барьер
4.8. Кожух кабеля
4.9. Бронирование кабелей
4.10. Классы волоконно-оптических кабелей
4.10.1. Воздушный кабель
4.10.2. Подземный кабель
4.10.3. Подводные кабели
4.10.4. Кабели для помещений
Соединение волокон
Введение
5.1. Проблемы оптического соединения
5.1.1. Поперечная невыравненность сердечников волокон
5.1.2. Различия в диаметрах волокна
5.1.3. Осевое смещение волокон
5.1.4. Различия числовых апертур
5.1.5. Отражение на конце волокон
5.1.6. Отделение концов волокон
5.1.7. Обработка концов и чистота волокон
5.1.8. Резюме потерь соединения
5.2. Подготовка концов волокон
5.2.1. Подготовка стеклянных волокон
5.2.2. Метод засечки и обламывания
5.2.3. Обрезающий станок
5.2.4. Метод шлифовки и полировки
5.2.5. Подготовка пластиковых волокон
5.3. Сращивание волокон
5.3.1. Сращивание сваркой
5.3.2. Процесс сращивания сваркой
5.3.3. Механическое сращивание
5.4. Коннекторы
5.4.1. Свойства коннектора
5.4.2. Общее строение коннектора
5.4.3. Распространенные типы коннекторов
5.4.4. Работа с коннекторами
5.4.5. Косички
5.5. Оптические соединители
Оптические генераторы и детекторы
Введение
6.1. Источники света
6.2. Светодиоды
6.2.1. Строение
6.2.2. Основные принципы работы светодиодов
6.2.3. Геометрия светодиода
6.2.4. Рабочие параметры
6.2.5. Конструкции светодиодов
6.3. Лазерные диоды
6.3.1. Основные принципы действия лазеров
6.3.2. Рабочие параметры
6.3.3. Конструкции лазеров
6.3.4. Достижения в лазерной технологии
6.4. Модули оптического передатчика
6.5. Вопросы безопасности лазеров
6.6. Детекторы света
6.7. p-i-n-фотодиоды
6.7.1. Принципы действия
6.7.2. Рабочие параметры
6.7.3. Конструкция p-i-n-фотодиодов
6.8. Лавинные фотодиоды
6.8.1. Принципы действия
6.8.2. Строение лавинного фотодиода
6.8.3. Рабочие параметры
6.8.4. Использование лавинных фотодиодов
6.9. Модули приемников света
6.9.1. Основные элементы приемника
6.9.2. Усилители
6.9.3. Оформление приемников
6.10. Оптические усилители
6.10.1. Волокна с присадками
6.10.2. Полупроводниковые лазерные усилители
Прокладка волоконно-оптических кабелей
Введение
7.1. Начальная подготовка к установке кабеля
7.1.1. Обзор места
7.1.2. Проектирование кабельной системы
7.2. Общие правила и процедуры монтажа
7.2.1. Радиус изгиба кабеля
7.2.2. Натяжение кабеля
7.2.3. Кабельные катушки
7.2.4. Прокладка кабеля в лотках
7.2.5. Прокладка в кабельных каналах
7.2.6. Резерв кабеля
7.2.7. Смазочные материалы
7.2.8. Условия окружающей среды
7.3. Прокладка кабелей в помещениях
7.4. Прокладка кабелей вне помещений
7.5. Другие методы прокладки
7.5.1. Воздушная прокладка
7.5.2. Вдуваемые волокна
7.6. Соединительные панели, соединительные устройства и терминальные отсеки
7.6.1. Соединительные панели
7.6.2. Укрытие соединений
7.6.3. Концевая заделка в коммутационных панелях и распределительных коробках
Проектирование волоконно-оптической системы
Введение
8.1. Первоначальный анализ проекта
8.1.1. Технология передачи данных
8.1.2. Параметры передачи
8.1.3. Будущий рост пропускной способности данных
8.1.4. Надежность
8.1.5. Выбор рабочей длины волны
8.1.6. Выбор вида кабеля и маршрута прокладки
8.1.7. Повторители и усилители
8.1.8. Выбор передающего и принимающего оборудования
8.2. Расчет проектных потерь сигнала
8.2.1. Определение параметров
8.2.2. Методика подсчета энергетического потенциала
8.2.3. Пример расчетов
8.3. Расчет проектной полосы пропускания
8.3.1. Временная характеристика
8.3.2. Временная характеристика всей системы
8.3.3. Временная характеристика оптического волокна
8.3.4. Временные характеристики передатчика и приемника
8.3.5. Пример вычисления полосы пропускания
Тестирование волоконно-оптических систем
Введение
9.1. Фундаментальные понятия оптических измерений
9.1.1. Оптическая мощность
9.1.2. Измерение мощности
9.1.3. Оптическая и электрическая полоса пропускания
9.2. Стандартные волоконно-оптические тесты
9.2.1. Тестирование компонентов
9.2.2. Проверка целостности
9.2.3. Проверка вносимых потерь
9.2.4. Оптические рефлектометры временных интервалов
9.2.5. Холодный зажим
9.2.6. Проверка частоты ошибок в битах
9.2.7. Измерения временных интервалов (индикаторные диаграммы)
9.3. Другие волоконно-оптические тесты
9.3.1. Измерение длины волны
9.3.2. Измерение дисперсии
9.3.3. Измерение полосы пропускания
9.3.4. Измерение фазы
9.3.5. Измерение поляризации
9.3.6. Различные измерения
Технологии, использующие оптические волокна
Введение
10.1. Системы связи
10.1.1. Аналоговые системы
10.1.2. Телевизионные модуляторы
10.1.3. Кабельное телевидение
10.1.4. Цифровые системы
10.1.5. Подводные кабели
10.1.6. Телевидение высокой четкости
10.2. Применение в локальных сетях
10.2.1. FOIRL
10.2.2. 10BaseF
10.3. Использование региональных и глобальных сетей
10.3.1. SONET и SDH
10.3.2. B-ISDN
10.3.3. Асинхронный режим передачи (ATM)
10.3.4. Ретрансляция кадров
10.3.5. Волоконный канал
10.4. Датчики
10.4.1. Датчики состояния окружающей среды
10.4.2. Волоконно-оптические гироскопы
10.5. Использование пучков волокон
Глоссарий
Практические занятия
Предметный указатель