ВМЕСТО ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПРОВОДОВ ОПТИЧЕСКИЕ ВОЛОКНА

Одно из наиболее «узких мест» современных ЭВМ-системы коммуникации, предназначенные для ввода и вывода информации, для осуществления связи между процессором и памятью, а также для связи между несколькими ЭВМ.

Сегодня эти системы коммуникации представляют собой сложные переплетения большого числа проводов. В них наводятся шумовые электрические токи, создаются по
мехи. Здесь проявляется недостаток, присущий, по сути дела, всем электрическим системам связи-принципиальная невозможность идеальной развязки между входом и выходом, чувствительность к всевозможным внешним наводкам. Перенасыщены проводами не только ЭВМ, но и блоки управления всех современных производственных комплексов и транспортных систем. Достаточно отметить обильную «начинку» из электрических проводов современного авиалайнера.
Уже сегодня во многих случаях электрические линии связи заменяют оптическими: вместо проводов, по которым бегут электрические сигналы, используют оптические волокна, внутри которых распространяется соответствующим образом промодулированное лазерное излучение. У оптических линий связи нет того недостатка, который мы отмечали, говоря об электрических линиях. Кроме того, информационная емкость оптической линии значительно выше; одно волокно может заменить большое число электрических проводов.
Что такое оптическое волокно? Это-тонкая нить из прозрачного диэлектрика, например из кварцевого стекла. Особо тонкие волокна имеют диаметр порядка 1 мкм; однако и у толстых волокон диаметр не слишком велик - порядка 100 мкм, т.е. 0,1 мм. Будучи тонкими, волокна из стекла легко изгибаются. Свет распространяется по волокну, покорно следуя всем его изгибам. Волокно является прекрасным световодом; излучение лазера оказывается почти полностью «запертым» внутри него. В случае толстых волокон это объясняется очень просто: световые лучи, падающие под достаточно большими углами изнутри волокна на его поверхность, испытывают полное внутреннее отражение и в результате остаются внутри волокна. Для более надежного удержания света внутри волокна принимают специальные меры: делают так, чтобы показатель преломления волокна был максимален на оси волокна и плавно уменьшался по направлению к поверхности волокна.

Такие волокна называют градиентными.
Важной характеристикой волокна является величина потерь излучения в волокне, отнесенная к единице длины волокна. Потери измеряют в единицах, называемых децибелами на километр (дБ/км). Представим себе километровый отрезок волокна. Пусть на его


В обычном толстом волокне световые лучи распространяются по ломаной траектории (1), а в градиентном волокне — по плавно искривляющейся траектории (2). Из оптических волокон компонуют волоконные жгуты (3), по которым могут быть переданы изображения. Принцип передачи изображения по жгуту волокон довольно прост. Световые лучи, отраженные или испущенные тем или иным элементом изображения, улавливаются соответствующими волокнами жгута, проходят по всей длине жгута и на выходе воспроизводят различные элементы изображения. В данном случае важно, чтобы взаимное расположение волокон на выходе жгута было таким же, как на его входе. В применяемых на практике жгутах число волокон может доходить до миллиона


вход поступает свет интенсивностью /х, а на выходе регистрируется интенсивность 12. Потери в волокне измеряются количеством N децибел, которое определяется формулой IJI2 = 10N/1°. Если, например, говорят, что потери составляют 10 дБ/км, т. е. N = 10, то это означает, что в результате прохождения километрового участка волокна интенсивность света падает в 101б/1°, т.е. в 10 раз. Очевидно, что такое волокно не годится для создания более или менее длинной линии связи, измеряемой хотя бы несколькими километрами. Прогресс в волоконной оптике связан с получением в начале 70-х годов волокон, потери в которых составляли 5 дБ/км; для таких волокон 1г/12 — 3,16. В настоящее время имеются волокна с потерями всего 0,2 дБ/км; в таких волокнах 1х/12 = 1,05. Эти волокна изготавливают из кварцевого стекла с добавлением германия или бора.

Еще по теме ВМЕСТО ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПРОВОДОВ ОПТИЧЕСКИЕ ВОЛОКНА:

1. 2.6 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК. ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ЧЕЛОВЕКА ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА
2. Проведение импульса по нервным волокнам
3. Воздействиеэлектромагнитногоизлучения оптического диапазона
4. 3. Ньютоновская относительность и оптические явления
5. Принципы измерения расстояний оптическими дальномерами
6. Бесы в оптическом прицеле
7. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ОСВЕЩЕНИЕ. ТЕЛЕФОН
8. 4.5. Электрическое поле Земли
9. Электрические явления в возбудимых клетках
10. 2.7.3. Как спасти человека при поражении электрическим током или молнией
11. Чреспищеводная предсердная электрическая стимуляция (ЧПЭС)
12. Электрическая активность клеток гладкой мышцы