Fereastra de transparență ( ing. Transmission Window, Telecom Window ) - o gamă de lungimi de undă ale radiației optice, în care există o atenuare mai mică a radiației într-un mediu, în special într- o fibră optică , în comparație cu alte intervale . Fibra optică în trepte standard (SMF) are trei ferestre de transparență: 850 nm, 1310 nm și 1550 nm. Până în prezent, au fost dezvoltate a patra (1580 nm) și a cincea (1400 nm) ferestre de transparență [1] , precum și fibre optice care au o transparență relativ bună în întregul interval de infraroșu apropiat. Pentru alte tipuri de fibră optică, intervalul de transparență poate fi mult mai larg, de exemplu, în fibra de cuarț, lățimea de bandă poate acoperi întreaga gamă vizibilă, precum și infraroșu apropiat și mediu.
Neomogenitatea atenuării luminii într-o fibră optică în diferite game de lungimi de undă se datorează imperfecțiunii mediului, prezenței impurităților rezonând la frecvențe diferite.
Atenuarea în diferite ferestre de transparență nu este aceeași: cea mai mică valoare a sa - 0,22 dB/km este observată la o lungime de undă de 1550 nm, astfel încât a treia fereastră de transparență este utilizată pentru a organiza comunicarea pe distanțe lungi. În a doua fereastră de transparență (1310 nm), atenuarea este mai mare, cu toate acestea, dispersia zero este caracteristică acestei lungimi de undă , astfel încât a doua fereastră este utilizată pe rețelele urbane și zonale de mică întindere. Prima fereastră de transparență este utilizată în rețelele optice de birou; utilizarea acestei ferestre de transparență este neglijabilă.
Atenuarea semnalului într-o fibră optică este cauzată de doi factori principali, împrăștierea Rayleigh și absorbția infraroșu. Pe măsură ce lungimea de undă crește, împrăștierea scade proporțional cu puterea a patra a frecvenței, în timp ce absorbția, dimpotrivă, crește. În același timp, ionii OH prezenți în fibra optică creează zone de absorbție puternică numite vârfuri de apă. Frecvențele centrale ale vârfurilor de apă sunt la lungimi de undă de 1290 și 1383 nm. Utilizarea tehnologiei de curățare a fibrei optice a făcut posibilă reducerea pierderilor în vârful apei la o lungime de 1383 nm la 0,31 dB/km, ceea ce este deja mai mic decât pierderile din a doua fereastră de transparență (0,35 dB/km) [2] ] .
Coeficientul de împrăștiere Rayleigh depinde de modul de tratament termic al piesei de prelucrat pentru fibra optică și scade odată cu scăderea temperaturii. Astfel, prin reducerea temperaturii de tragere a fibrei la 1800°C și a vitezei de tragere la 1 m/s, pierderea a fost redusă la 0,16 dB/km în a treia fereastră și la 0,29 dB/km în a doua fereastră de transparență.
Inițial, în anii 1970 , sistemele de comunicații cu fibră optică foloseau prima fereastră de transparență, deoarece diodele și LED-urile laser Ga As produse la acea vreme funcționau la o lungime de undă de 850 nm. În prezent, această gamă este utilizată numai în rețelele locale datorită atenuării mari.
În anii 1980, au fost dezvoltate lasere cu heterostructură triplă și cvadruplă capabile să funcționeze la o lungime de undă de 1310 nm, iar cea de-a doua fereastră de transparență a fost folosită pentru comunicarea la distanță lungă. Avantajul acestui interval a fost dispersia zero la o lungime de undă dată, ceea ce a redus semnificativ distorsiunea impulsurilor optice.
A treia fereastră de transparență a fost stăpânită la începutul anilor 1990. Avantajul celei de-a treia ferestre nu este doar minimul de pierderi, ci și faptul că lungimea de undă de 1550 nm reprezintă domeniul de funcționare al amplificatoarelor cu fibră optică de erbium ( EDFA ). Acest tip de amplificator, având capacitatea de a amplifica toate frecvențele zonei de lucru, a predeterminat utilizarea unei a treia ferestre de transparență pentru sistemele cu diviziune de diviziune spectrală (WDM).
A patra fereastră de transparență se extinde la 1620 nm, mărind raza de operare a sistemelor WDM.
A cincea fereastră de transparență a apărut ca urmare a curățării minuțioase a fibrei optice de impurități. Astfel, a fost obținută o fibră optică AllWave cu pierderi reduse în întreaga regiune de la 1280 nm la 1650 nm.
În legătură cu extinderea gamei de operare a fibrelor optice , Uniunea Internațională de Telecomunicații a aprobat noi intervale spectrale în intervalul 1260 ... 1675 nm [2] [3] :
| Desemnare | Interval, nm | nume rusesc | titlu englezesc |
|---|---|---|---|
| O | 1260…1360 | De bază | Original |
| E | 1360…1460 | extins | Extins |
| S | 1460…1530 | unde scurte | lungime de undă scurtă |
| C | 1530…1565 | Standard | Convenţional |
| L | 1565…1625 | undă lungă | lungime de undă lungă |
| U | 1625…1675 | unde ultra lungi | Valuri ultra-lungi |