Основно знаење за оптички влакна

Пронајдокот на оптички влакна ја поттикна револуцијата во областа на комуникацијата. Ако нема оптичко влакно за да се обезбедат канали со голема брзина на капацитет, Интернетот може да остане само во теоретска фаза. Ако 20 -от век беше ера на електрична енергија, тогаш 21 век е ера на светлината. Како светлината постигнува комуникација? Ајде да го научиме основното знаење за оптичката комуникација заедно со уредникот подолу.

Дел 1. Основно знаење за размножување на светлината

Разбирање на светлосни бранови
Лесните бранови се всушност електромагнетни бранови, а во слободен простор, брановата должина и фреквенцијата на електромагнетните бранови се обратно пропорционални. Производот на двајцата е еднаков на брзината на светлината, т.е.

Наредете ги брановите должини или фреквенциите на електромагнетни бранови со цел да формирате електромагнетски спектар. Според различните бранови должини или фреквенции, електромагнетните бранови можат да се поделат во регион на зрачење, ултравиолетова регион, видлив светлосен регион, инфрацрвен регион, микробранова регион, регион на радио бранови и регион на долг бран. Групите што се користат за комуникација се главно инфрацрвен регион, микробранова регион и регион на радио бранови. Следната слика ќе ви помогне да ја разберете поделбата на комуникациските опсези и соодветните медиуми за размножување за неколку минути.

Протагонистот на овој напис, „Комуникација со оптички влакна“, користи светлосни бранови во инфрацрвениот опсег. Кога станува збор за оваа точка, луѓето можеби се прашуваат зошто мора да биде во инфрацрвениот бенд? Овој проблем е поврзан со губење на оптички пренос на материјали за оптички влакна, имено силициум стакло. Следно, треба да разбереме како оптичките влакна пренесуваат светлина.

Рефракција, рефлексија и тотално размислување на светлината

Кога светлината се испушта од една супстанција во друга, рефракција и рефлексија се јавуваат на интерфејсот помеѓу двете супстанции, а аголот на рефракција се зголемува со аголот на светлината на инцидентот. Како што е прикажано на слика ① →. Кога аголот на инцидентот ќе достигне или надминува одреден агол, рефрактираната светлина исчезнува и целата светлина на инцидентот се рефлектира назад, што е вкупниот одраз на светлината, како што е прикажано на ② → ③ на следната слика.

Различни материјали имаат различни индекси на рефракција, така што брзината на размножување на светлината варира во различни медиуми. Индексот на рефракција е претставен со n, n = c/v, каде што c е брзината во вакуумот и V е брзината на пропагирање во медиумот. Медиум со повисок индекс на рефракција се нарекува оптички густ медиум, додека медиум со помал индекс на рефракција се нарекува оптички редок медиум. Двата услови за да се случи вкупно размислување се:
1. Пренесување од оптички густа медиум до оптички редок медиум
2. Аголот на инцидентот е поголем или еднаков на критичниот агол на тоталното размислување
Со цел да се избегне истекување на оптички сигнал и да се намали загубата на преносот, оптичкиот пренос во оптички влакна се јавува во вкупни услови на рефлексија.

Дел 2. Вовед во медиуми за оптички размножување (оптички влакна)

Структура на оптички влакна

Со основното познавање на вкупното размножување на светлината на рефлексија, лесно е да се разбере дизајнерската структура на оптичките влакна. Голото влакно на оптичко влакно е поделено на три слоја: првиот слој е јадрото, кое се наоѓа во центарот на влакното и е составено од силикон диоксид со висока чистота, познат и како стакло. Дијаметарот на јадрото е генерално 9-10 микрони (единечен режим), 50 или 62,5 микрони (мулти-режим). Јадрото на влакна има висок индекс на рефракција и се користи за пренесување на светлина. Втор слој обложување: Сместено околу јадрото на влакна, исто така составено од силика стакло (со дијаметар од генерално 125 микрони). Индексот на рефракција на обложување е низок, формирајќи тотална состојба на рефлексија заедно со јадрото на влакна. Третиот слој за обложување: Најоддалечениот слој е засилена обвивка за смола. Материјалот за заштитен слој има голема јачина и може да издржи големи влијанија, заштитувајќи ги оптичкото влакно од ерозијата на водената пареа и механичката абразија.

Загуба на оптички пренос

Губењето на преносот на оптички влакна е многу важен фактор што влијае на квалитетот на комуникацијата со оптички влакна. Главните фактори кои предизвикуваат слабеење на оптички сигнали вклучуваат губење на апсорпција на материјали, загуба на расејување за време на преносот и други загуби предизвикани од фактори како што се свиткување на влакна, компресија и загуба на докинг.

Брановата должина на светлината е различна, а загубата на преносот кај оптичките влакна е исто така различна. Со цел да се минимизира загубата и да се обезбеди ефектот на преносот, научниците се посветени да најдат најсоодветна светлина. Светлината во опсегот на бранова должина од 1260nm ~ 1360nm има најмало нарушување на сигналот предизвикано од дисперзија и најниска загуба на апсорпција. Во раните денови, овој опсег на бранова должина беше усвоен како оптички бенд за комуникација. Подоцна, по долг период на истражување и практика, експертите постепено сумирале опсег на бранова должина со мала загуба (1260nm ~ 1625nm), што е најпогодно за пренесување во оптички влакна. Значи, светлосните бранови што се користат во комуникацијата со оптички влакна се генерално во инфрацрвениот опсег.

Класификација на оптички влакна

Мултимод оптички влакна: пренесува повеќе режими, но големата меѓу модална дисперзија ја ограничува фреквенцијата на пренесување на дигитални сигнали и ова ограничување станува потешко со зголемување на растојанието на преносот. Затоа, растојанието на мултимодениот пренос на оптички влакна е релативно кратко, обично само неколку километри.
Влакно со единечен режим: Со многу мал дијаметар на влакна, теоретски може да се пренесе само еден режим, што го прави погоден за далечинска комуникација.

Дел 3. Работен принцип на системот за комуникација со оптички влакна

Систем за комуникација со оптички влакна

Комуникациските производи што обично се користат, како што се мобилни телефони и компјутери, пренесуваат информации во форма на електрични сигнали. При спроведување на оптичка комуникација, првиот чекор е да се претворат електричните сигнали во оптички сигнали, да Основниот систем за оптичка комуникација се состои од оптички предавател, оптички приемник и оптички влакна за пренесување на светлина. Со цел да се обезбеди квалитетот на преносот на сигналот на долги растојанија и да се подобри широчината на преносот, генерално се користат оптички повторувачи и мултиплексери.

Подолу е краток вовед во принципот на работа на секоја компонента во системот за комуникација со оптички влакна.

Оптички предавател:Конвертира електрични сигнали во оптички сигнали, главно составени од модулатори на сигнали и извори на светлина.

Сигнален мултиплексер:Двојки повеќе сигнали за оптички носач со различни бранови должини во истата оптичка влакна за пренесување, постигнувајќи го ефектот на удвојување на капацитетот на пренос.

Оптички повторувач:За време на преносот, брановата форма и интензитетот на сигналот ќе се влошат, така што е неопходно да се врати брановата форма во уредната бранова форма на оригиналниот сигнал и да се зголеми интензитетот на светлината.

Сигнал Демултиплекс:Декомпетирајте го мултиплексираниот сигнал во неговите оригинални индивидуални сигнали.

Оптички приемник:Го претвора примениот оптички сигнал во електричен сигнал, главно составен од фотоодектор и демодулатор.

Дел 4. Предности и апликации на оптичка комуникација

Предности на оптичката комуникација:

1. Долга реле растојание, економично и заштеда на енергија
Под претпоставка за пренос на 10 Gbps (10 милијарди 0 или 1 сигнали во секунда) на информации, доколку се користи електрична комуникација, сигналот треба да се пренесе и прилагоди на секои неколку стотици метри. Во споредба со ова, користењето на оптичка комуникација може да постигне растојание од реле од над 100 километри. Колку пати се прилагодува сигналот, толку е помала цената. Од друга страна, материјалот на оптички влакна е силикон диоксид, кој има изобилство резерви и многу пониска цена од бакарна жица. Затоа, оптичката комуникација има економски и енергетски ефект.

2. Брз пренос на информации и висок квалитет на комуникација

На пример, сега кога разговарате со пријатели во странство или разговараат преку Интернет, звукот не е толку заостанат како порано. Во ерата на телекомуникацијата, меѓународната комуникација главно се потпира на вештачки сателити како релеи за пренесување, што резултира во подолги патеки за пренос и побавно пристигнување на сигналот. И оптичка комуникација, со помош на подморнички кабли, го скратува растојанието на преносот, правејќи го преносот на информации побрзо. Затоа, користењето на оптичка комуникација може да постигне помазна комуникација со странство.

3 Силна способност против мешање и добра доверливост

Електричната комуникација може да доживее грешки како резултат на електромагнетно мешање, што доведува до намалување на квалитетот на комуникацијата. Сепак, оптичката комуникација не е засегната од електрична бучава, што ја прави побезбедна и посигурна. И заради принципот на вкупно размислување, сигналот е целосно ограничен на оптичкото влакно за пренесување, така што доверливоста е добра.

4. Голем капацитет за пренос
Општо, електричната комуникација може да пренесува само 10Gbps (10 милијарди 0 или 1 сигнали во секунда) на информации, додека оптичката комуникација може да пренесува 1Tbps (1 трилион 0 или 1 сигнали) на информации.

Примена на оптичка комуникација

Постојат многу предности за оптичка комуникација и таа е интегрирана во секој агол на нашите животи уште од неговиот развој. Уредите како што се мобилни телефони, компјутери и IP телефони кои користат Интернет ги поврзуваат сите со нивниот регион, целата земја, па дури и со глобалната комуникациска мрежа. На пример, сигналите што ги испуштаат компјутерите и мобилните телефони се собираат на локалните станици за комуникациски оператор и опрема за мрежни провајдери, а потоа се пренесуваат на различни делови на светот преку кабли со оптички влакна во подморските кабли.

Реализацијата на дневни активности, како што се видео повици, купување преку Интернет, видео игри и лов, гледајќи ги сите се потпираат на нејзината поддршка и помош зад сцената. Појавата на оптички мрежи ги направи нашите животи поудобни и погодни.