RU50009U1

RU50009U1 - FIBER OPTICAL CABLE

Info

Publication number: RU50009U1
Application number: RU2005109087/22U
Authority: RU
Inventors: И.И. Долгов; Ю.Т. Ларин
Original assignee: Долгов Иван Иванович; Ларин Юрий Тимофеевич
Priority date: 2005-03-30
Filing date: 2005-03-30
Publication date: 2005-12-10

Abstract

Полезная модель относится к кабельной технике, а именно к волоконно-оптическим кабелям. Кабель содержит не менее одной пары волоконных световодов, имеющих световедущую сердцевину и отражающую оболочку, заключенных в общую защитную оболочку. Световоды, выполнены из волокон, характеризующихся разной групповой скоростью распространения оптических сигналов, при этом световод с большей скоростью распространения оптических сигналов имеет большую длину, чем другой световод, а разность в длинах световодов ΔL определена из формулы ΔL/L=(V₂-V₁)/V₂, где L - длина волоконного световода с меньшей групповой скоростью распространения оптических сигналов, V₁ и V₂ - групповая скорость распространения оптических сигналов в световодах и V₂>V₁. Предпочтительно использование световодов одного вида, например, одномодовых. Световод большей длины может быть навит по спирали на другой световод, причем отношение радиуса спирали R к ее шагу S определено из формулы ΔL/L=(cos[arctg(2πR/S)])^-1-1. Технический результат - повышение стойкости к воздействию импульсного и статического ионизирующего излучения, при сохранении высокой скорости передачи информации и упрощения системы приема - передачи сигналов.The utility model relates to cable technology, namely to fiber optic cables. The cable contains at least one pair of optical fibers having a light guide core and a reflective sheath, enclosed in a common protective sheath. Fiber optics are made of fibers characterized by different group propagation speeds of optical signals, while a fiber with a higher propagation speed of optical signals has a longer length than another fiber, and the difference in the lengths of the fibers ΔL is determined from the formula ΔL / L = (V ₂ -V ₁ ) / V ₂ , where L is the length of the fiber with a lower group propagation velocity of the optical signals, V ₁ and V ₂ is the group propagation velocity of the optical signals in the fibers and V ₂ > V ₁ . It is preferable to use optical fibers of the same type, for example, single-mode. A longer fiber can be spirally wound onto another fiber, and the ratio of the radius of the spiral R to its pitch S is determined from the formula ΔL / L = (cos [arctg (2πR / S)]) ^-1 -1. The technical result is an increase in resistance to the effects of pulsed and static ionizing radiation, while maintaining a high speed of information transfer and simplifying the system of receiving and transmitting signals.

Description

Полезная модель относится к кабельной технике, а именно к конструкции волоконно-оптического кабеля и может быть использована для устойчивой передачи информации при воздействии импульсного и статического ионизирующего излучения.The utility model relates to cable technology, namely to the design of fiber-optic cable and can be used for stable transmission of information when exposed to pulsed and static ionizing radiation.

Известны волоконно-оптические кабели, содержащие по меньшей мере, одну пару волоконных световодов, выполненных из одинакового материала, имеющих световедущую сердцевину и отражающую оболочку, заключенных в общую защитную оболочку (Дональд Дж.Стерлинг мл. Техническое руководство по волоконной оптике. М., изд. «ЛОРИ», 1998, с.288)Known optical fiber cables containing at least one pair of optical fibers made of the same material, having a light guide core and a reflective sheath, enclosed in a common protective sheath (Donald J. Sterling Jr. Technical manual for fiber optics. M., ed. . "LORI", 1998, p.288)

Недостатки таких кабелей - потеря работоспособности при воздействии либо статического ионизирующего излучения, либо импульсного.The disadvantages of such cables are loss of performance when exposed to either static ionizing radiation or pulsed.

При этом световоды с меньшей групповой скоростью распространения оптических сигналов, например, имеющие световедущую сердцевину, легированную фосфором, устойчиво, передают информацию при воздействии импульсного ионизирующего излучения, а световоды с большей групповой скоростью распространения оптических сигналов, например, имеющие беспримесную световедущую сердцевину, устойчивы к статическому ионизирующему излучению.At the same time, fibers with a lower group propagation velocity of optical signals, for example, having a light guide core doped with phosphorus, stably transmit information when exposed to pulsed ionizing radiation, and fibers with a higher group velocity of propagation of optical signals, for example, having an pure light guide core, are resistant to static ionizing radiation.

Если использовать при изготовлении волоконно-оптического кабеля световоды с различной групповой скоростью распространения оптических сигналов, то эти сигналы при передаче информации на значительное расстояние будут приходить в разное время на регистрирующую аппаратуру, что вызовет наложение сигналов друг на, друга с высокой частотой модуляции (скорости передачи информации).If optical fibers with different group propagation speeds of optical signals are used in the manufacture of a fiber-optic cable, then these signals, when transmitting information over a considerable distance, will arrive at different times at the recording equipment, which will cause the signals to overlap each other with a high modulation frequency (transmission speed information).

Поставленная задача состояла в разработке конструкции широкополосного волоконно-оптического кабеля, позволяющего устойчиво передавать информацию как при воздействии импульсного, так и статического ионизирующего излучения, а также при, их одновременном их воздействии, например, при авариях на атомных электростанциях.The task was to develop the design of a broadband fiber optic cable, which allows stably transmitting information both when exposed to pulsed and static ionizing radiation, as well as when they are simultaneously exposed, for example, during accidents at nuclear power plants.

Технический результат достигается тем, что в волоконно-оптическом кабеле, содержащем, по меньшей мере, одну пару волоконных световодов, имеющих световедущую сердцевину и отражающую оболочку» заключенных в общую защитную оболочку, в указанной паре использованы световоды, выполненные из волокон, характеризующихся разной групповой скоростью распространения оптических сигналов, при этом световод с большей групповой скоростью распространения оптических сигналов имеет большую длину, чем другой световод, а разность в длинах световодов ΔL определена из формулы ΔL/L=(V₂-V₁)/V₂, где L - длина волоконного световода с меньшей групповой скоростью распространения оптических сигналов, V₁ и V₂ - групповая скорость распространения оптических сигналов в световодах и V₂ > V₁.The technical result is achieved by the fact that in a fiber optic cable containing at least one pair of optical fibers having a light guide core and a reflective sheath "enclosed in a common protective sheath, the specified pair uses optical fibers made of fibers with different group speeds the propagation of optical signals, while the fiber with a larger group velocity of propagation of optical signals has a greater length than the other fiber, and the difference in the lengths of the fibers ΔL about thinning of formula ΔL / L = (V ₂ -V ₁₎ / V _2, where L - length of the optical fiber with a lower group velocity of propagation of optical signals, V ₁ and V ₂ - group velocity of propagation of optical signals in optical fibers and V _2> V ₁ .

Целесообразно в кабеле, использовать световоды одного вида, предпочтительнее одномодовые, а также могут быть использованы в паре многомодовые (градиентные, многомодовые и т.д.).It is advisable in the cable to use fibers of the same type, preferably single-mode, and can also be used in a pair of multimode (gradient, multimode, etc.).

Для изготовления волоконно-оптического кабеля с волоконными световодами For the manufacture of fiber optic cable with optical fibers

различной длины предпочтительно является его конструкция со спиральной навивкой световода с большей групповой скоростью распространения оптических сигналов на другой световод, при этом отношение радиуса спирали R к шагу спирали S, определено из формулы ΔL/L={cos[arctg(2πR/S)]}^-1-1. Полезная модель иллюстрируется чертежами.of different lengths is preferably its design with a spiral winding of a fiber with a higher group propagation speed of optical signals to another fiber, the ratio of the radius of the spiral R to the pitch of the spiral S, determined from the formula ΔL / L = {cos [arctg (2πR / S)]} ^-1 -1. The utility model is illustrated by drawings.

На фиг.1 показан кабель в продольном разрезе.Figure 1 shows a cable in longitudinal section.

На фиг.2 показан кабель в поперечном разрезе.Figure 2 shows a cable in cross section.

Волоконно-оптический кабель содержит, по меньшей мере, два кварцевых волоконных световода 1 и 2, соответственно с меньшей и большей скоростью распространения оптических сигналов, имеющих световедущую сердцевину 3, отражающую оболочку 4, которые заключены в общую оболочку 5.Fiber optic cable contains at least two quartz fiber optical fibers 1 and 2, respectively, with a lower and higher propagation speed of optical signals having a light guide core 3, reflective sheath 4, which are enclosed in a common sheath 5.

Далее приводятся сведения, подтверждающие промышленную применимость полезной модели.The following is evidence of the industrial applicability of the utility model.

Для изготовления кабеля используют известные материалы, обычно применяемые в волоконной оптике. Поскольку, как отмечено выше, известна зависимость групповой скорости распространения оптических сигналов от материала световедущей сердцевины (ее степень легирования химическими элементами, например, фосфором) и отражающей оболочки (ее степень легирования химическими элементами, например, фтором), подбор кварцевых световодов с различной групповой скоростью распространения оптических сигналов не требует специальных дополнительных исследований (Кабели и провода, М., 2003, №1 (278), с.24-29).For the manufacture of cable using well-known materials commonly used in fiber optics. Since, as noted above, the dependence of the group propagation velocity of optical signals on the material of the light guide core (its degree of doping with chemical elements, such as phosphorus) and the reflecting cladding (its degree of doping with chemical elements, such as fluorine), the selection of quartz optical fibers with different group speeds are known the propagation of optical signals does not require special additional studies (Cables and wires, M., 2003, No. 1 (278), pp. 24-29).

Волоконно-оптический кабель изготавливается следующим образом: световод меньшей длины 1 с отдающего устройства поступает в крутильную машину, с помощью которой на него наматывается световод большей длины 2. При этом световод с меньшей длиной 1 имеет натяжение больше, чем натяжение световода с большей длиной 2. Затем скрутка из двух световодов попадает в экструдер, где на них накладывают полимерную оболочку 5 с некоторым внутренним диаметром большим диаметра световодов.Fiber optic cable is made as follows: a fiber of shorter length 1 from the transfer device enters a torsion machine, with the help of which a fiber of longer length 2 is wound around it. In this case, a fiber with shorter length 1 has a tension greater than the tension of a fiber with a longer length 2. Then a twist of two optical fibers enters the extruder, where a polymer sheath 5 with some inner diameter larger than the optical fiber diameter is laid on them.

Предлагаемый волоконно-оптический кабель используют следующим образом: на вход кабеля подают оптический сигнал с одного источника света через разветвитель на входы световодов разного типа, а на другом его конце сигналы складывают через разветвитель и подают на вход фотоприемника, или инвертированные оптические сигналы с двух источников оптического излучения подают на входы волоконных световодов разного типа, а на их выходе регистрируют на двух фотоприемниках электрические сигналы, которые вычитают. Такие операции с сигналами позволяет производить предлагаемые конструкции волоконно-оптических кабелей без использования дополнительных электронных средств, которые как обычно имеют некоторое энергопотребление, определенную радиационную стойкость и требуют временной синхронизации при использовании традиционных волоконно-оптических кабелей.The proposed fiber-optic cable is used as follows: the optical signal from one light source is supplied to the cable input through a splitter to the inputs of various types of optical fibers, and at the other end, the signals are folded through a splitter and fed to the photodetector input, or inverted optical signals from two optical sources radiation is fed to the inputs of various types of optical fibers, and at their output, electrical signals are recorded at two photodetectors, which are subtracted. Such operations with signals allows us to carry out the proposed designs of fiber optic cables without the use of additional electronic means, which as usual have some power consumption, a certain radiation resistance and require time synchronization when using traditional fiber optic cables.

Claims

1. Fiber optic cable containing at least one pair of optical fibers having a light guide core and a reflective sheath, enclosed in a common protective sheath, characterized in that the said pair uses optical fibers made of fibers characterized by different propagation speeds of optical signals, the fiber with a higher propagation speed of the optical signals has a longer length than the other fiber, and the difference in the lengths of the fibers ΔL is determined from the formula ΔL / L = (V ₂ -V ₁ ) / V ₂ , where L is the length a fiber with a lower group propagation velocity of optical signals, V ₁ and V ₂ - group propagation velocity of optical signals in the fibers and V ₂ > V ₁ .

2. The cable according to claim 1, characterized in that the cable uses the same type of optical fibers.

3. The cable according to claim 2, characterized in that the pair used single-mode fibers.

4. The cable according to any one of claims 1 to 3, characterized in that in the cable a fiber waveguide with a higher group propagation speed of optical signals is wound spirally onto another fiber, the ratio of the radius of the helix R to the pitch of the helix S is determined from the formula ΔL / L = {cos [arctan (2πR / S)]} ^-1 -1, where ΔL / L is the relative difference in the lengths of the optical fibers.