Основно знање оптичких влакана

Изум оптичких влакана је водио револуцију у области комуникације. Ако нема оптичких влакана да обезбеди велике брзине велике капацитете, Интернет може остати само у теоријској фази. Ако је 20. век била доба струје, тада је 21. век ера светлости. Како светлост постиже комуникацију? Научимо основно знање оптичке комуникације заједно са уредником у наставку.

1. део. Основно знање размножавања светлости

Разумевање лаких таласа
Светлосни таласи су заправо електромагнетски таласи, а у слободном простору таласна дужина и учесталост електромагнетних таласа су обрнуто пропорционална. Производ ове две једнак је брзини светлости, односно:

Договорите таласне дужине или фреквенције електромагнетних таласа како би се створила електромагнетски спектар. Према различитим таласним дужинама или фреквенцијама, електромагнетни таласи се могу поделити у зрачење, ултраљубичастој регији, видљиви светлосни регион, инфрацрвени регион, микроталасни регион, регион Радио Ваве и Лонг Ваве. Бендови који се користе за комуникацију углавном су инфрацрвени регион, микроталасни регион и регион Радио Ваве. Следећа слика ће вам помоћи да разумете поделу комуникацијских бендова и одговарајућих медија пропагирања у минутима.

Протагонист овог чланка, "оптичка оптичка комуникација" користи светлосне таласе у инфрацрвеном опсегу. Када је у питању ово питање, људи се могу запитати зашто то мора бити у инфрацрвеном бенду? Ово питање је повезано са оптичким губитком оптичких влакана материјала, наиме стакла на силицијума. Затим морамо да разумемо како оптичка влакна преносе светлост.

Рефракција, одраз и тотални одраз светла

Када се светлост емитује из једне супстанце на другу, рефракција и одраз се појављују на интерфејсу између две супстанце, а угао рефракције расте са углом светлости инцидента. Као што је приказано на слици ① → →. Када инцидентни угао достигне или пређе одређени угао, преплављена светлост нестаје и све се инцидентно светло огледа уназад, што је тотални одраз светла, као што је приказано у следећој слици.

Различити материјали имају различите рефракцијске индексе, тако да брзина развођења светлости варира у различитим медијима. Индекс лома је заступљен Н, Н = Ц / В, где је Ц да је брзина у вакууму и В је брзина пропагације у медијуму. Медијум са вишим индексом лома назива се оптички густо медијум, док се медијум са нижим рефракцијским индексом назива оптички ретким медијумом. Два услова за тотални одраз до јављања су:
1. Пренос из оптички густе медијума до оптички ретким медијумом
2 Угаони угао је већи или једнак критичном углу укупног одраз
Да би се избегло пропуштање оптичког сигнала и смањити губитак преноса, оптички пренос оптичких влакана јавља се под укупним условима од рефлексије.

2. део. Увод у медијске оптичке пропагације (оптичка влакна)

Оптичка структура влакана

С основним знањем тоталне провођења светлости од рефлексије, лако је разумети конструкцију дизајна оптичких влакана. Гола влакна оптичких влакана подељена је у три слоја: први слој је језгро, који се налази у центру влакана и састоји се од силицијума диоксида високе чистоће, такође познат као стакло. Пречник језгре је углавном 9-10 микрона (једноструки режим), 50 или 62,5 микрона (више режима). Језгро влакана има висок индекс рефракције и користи се за пренос светлости. ДРУГИ слој облога: Смјештено око језгра влакана, такође састављен од силима (са пречником опћенито 125 микрона). Индекс рефракције облога је низак, формирајући тотални услов за рефлексију заједно са језгро влакана. Трећи слој премаза: Најудаљенији слој је ојачана превлака за смоле. Заштитни материјал слоја има велику чврстоћу и може да издржи велике утицаје, штити оптичко влакно од ерозије водене паре и механичке абразије.

Оптички губитак преноса

Губитак оптичког оптичког преноса је веома важан фактор који утиче на квалитет оптичке комуникације. Главни фактори који узрокују пригушивање оптичких сигнала укључују губитак апсорпције материјала, губитак расипања током преноса и других губитака узрокованих факторима као што су савијање влакана, компресија и губитак прикључања.

Таласна дужина светлости је различита, а губитак преноса оптичких влакана такође је другачији. Да би се смањио губитак и осигурали ефекат преноса, научници су посвећени проналажењу најприкладнијег светла. Светло у таласној дужини од 1260НМ ~ 1360НМ има најмањи изобличење сигнала изазвало дисперзијом и најнижим губитком упијања. У раним данима, ова таласна дужина усвојена је као оптички бенд за комуникацију. Касније, након дугог периода истраживања и праксе, стручњаци су постепено сумирали распон ниског губитка (1260нм ~ 1625нм), који је најприкладнији за пренос у оптичким влакнима. Дакле, светлосни таласи који се користе у оптичкој комуникацији углавном су у инфрацрвеном опсегу.

Класификација оптичких влакана

МултиМоде оптичка влакна: преноси више начина, али велика интермина дисперзија између преображавања ограничава учесталост преношења дигиталних сигнала, а то ограничење постаје озбиљније са повећањем преноса. Стога је удаљеност оптичког преноса влакана релативно кратка, обично само неколико километара.
Једнократни режим влакана: са врло малим пречником влакана, теоретски само један режим се може пренијети, чинећи га погодним за даљинску комуникацију.

Део 3. Принцип радног односа оптичког система оптичког комуникације

Оптички систем комуникације влакана

Комуникацијски производи који се обично користе, као што су мобилни телефони и рачунари, преносе информације у облику електричних сигнала. Приликом спровођења оптичке комуникације, први корак је претворити електричне сигнале у оптичке сигнале, преносити их кроз оптичке каблове, а затим оптички сигнали претворити у електричне сигнале да би се постигла сврха преноса информација. Основни оптички комуникациони систем састоји се од оптичког предајника, оптичког пријемника и оптичког оптичког круга за пренос светла. Да би се осигурао квалитет преноса сигнала на дуже релације и побољшање пропусности преноса, оптички гатачи и мултиплексери се углавном користе.

Испод је кратак увод у принцип рада сваке компоненте у систему оптичког комуникације влакна.

Оптички предајник:Претвара електричне сигнале у оптичке сигнале, углавном састављене сигналне модулаторе и извора светлости.

Мултиплексер сигнала:Парови вишеструки оптички носачи сигнала различитих таласних дужина у исто оптичко влакно за пренос, постизање ефекта удвостручења капацитета преноса.

Оптички репетитор:Током преноса, таласни облик и интензитет сигнала ће се погоршати, тако да је потребно вратити таласни облик на оригинални сигнал уредни талас и повећати интензитет светлости.

Сигнал Демултиплексер:Разградити мултиплексирани сигнал у своје оригиналне појединачне сигнале.

Оптички пријемник:Претвара примљени оптички сигнал у електрични сигнал, углавном састављен од фотодетера и демодулатора.

ДЕО 4. ПРЕДНОСТИ И ПРИЈАВЕ ОПТИЧКЕ КОМУНИКАЦИЈЕ

Предности оптичке комуникације:

1. дугачка релејна удаљеност, економична и уштеда енергије
Под претпоставком преноса 10 Гбпс (10 милијарди 0 или 1 сигнала у секунди) информација, ако се користи електрична комуникација, сигнал се мора пренијети и подесити сваких неколико стотина метара. У поређењу с тим, коришћење оптичке комуникације може постићи релејни удаљеност од преко 100 километара. Мање пута се сигнал прилагођава, нижа цена. С друге стране, материјал оптичких влакана је силицијум диоксид, који има обилне резерве и много ниже трошкове од бакрене жице. Стога оптичка комуникација има економски и енергетски ефекат.

2 брз пренос података и квалитет високог комуникације

На пример, сада када разговарате са пријатељима у иностранству или ћаскање на мрежи, звук није тако заостајање као и пре. У доба телекомуникација, међународна комуникација углавном се ослања на вештачке сателите као релеје за пренос, што резултира дужим преносом стазама и споријим доласком сигналног доласка. И оптичка комуникација, уз помоћ подморничких каблова, скраћује удаљеност преноса, преношење информација брже. Стога, коришћење оптичке комуникације може постићи глађу комуникацију са иностранством.

3. Снажне способности против мерења и добра поверљивост

Електрична комуникација може доживети грешке због електромагнетног уплитања, што доводи до смањења квалитета комуникације. Међутим, оптичка комуникација не утиче на електрични шум, чинећи га сигурнијим и поузданијима. И због принципа тоталног одраз, сигнал је потпуно ограничен на оптичко влакно за пренос, тако да је поверљивост добра.

4. Велики капацитет преноса
Генерално, електрична комуникација може пренијети само 10Гбпс (10 милијарди 0 или 1 сигнала у секунди) информација, док оптичка комуникација може пренијети 1Тбпс (1 билион 0 или 1 сигнала) информација.

Примена оптичке комуникације

Много је предности оптичке комуникације и интегрисана је у сваки угао нашег живота од њеног развоја. Уређаји као што су мобилни телефони, рачунари и ИП телефони који користе Интернет повезују све до своје регије, целу земљу, па чак и на глобалну комуникацијску мрежу. На пример, сигнали које емитују рачунари и мобилни телефони окупљају се на базним станицама локалне комуникације и опрему за мрежне провајдера, а затим се преносе у разне делове света кроз оптичке каблове у подморничким кабловима.

Реализација свакодневних активности као што су видео позиви, интернет куповина, видео игре и блућ који се гледају на своју подршку и помоћ иза сцене. Појава оптичких мрежа учинила је да нам је животе угодније и погодније.