Fiber optik rabitənin əsas anlayışı.
Optik lif dielektrik optik dalğa qurğusudur, işığı bloklayan və işığı eksenel istiqamətdə yayan dalğa qurğusu quruluşudur.
Kvars şüşəsindən hazırlanmış çox incə lif, sintetik qatran və s.
Tək rejimli lif: nüvə 8-10um, örtük 125um
Çox rejimli lif: nüvə 51um, örtük 125um
Optik liflərdən istifadə edərək optik siqnalların ötürülməsinin rabitə üsuluna optik lif rabitəsi deyilir.
İşıq dalğaları elektromaqnit dalğaları kateqoriyasına aiddir.
Görünən işığın dalğa uzunluğu diapazonu 390-760 nm, 760 nm-dən böyük hissəsi infraqırmızı işıq, 390 nm-dən kiçik hissəsi isə ultrabənövşəyi işıqdır.
İşıq dalğası pəncərəsi (üç rabitə pəncərəsi):
Fiber-optik rabitədə istifadə olunan dalğa uzunluğu diapazonu yaxın infraqırmızı bölgədədir
Qısa dalğa uzunluğu (görünən işıq, çılpaq gözlə narıncı işıqdır) 850nm narıncı işıq
Uzun dalğa uzunluğu (görünməz işıq sahəsi) 1310 nm (nəzəri minimum dispersiya nöqtəsi), 1550 nm (nəzəri minimum zəifləmə nöqtəsi)
Lifin quruluşu və təsnifatı
1. Lifin quruluşu
İdeal lif quruluşu: əsas, üzlük, örtük, gödəkçə.
Əsas və üzlük kvars materialından hazırlanır və mexaniki xüsusiyyətlər nisbətən kövrəkdir və asanlıqla qırılır.Buna görə, iki qat örtük təbəqəsi, bir qatran növü və bir neylon növü ümumiyyətlə əlavə olunur ki, lifin çevik performansı layihənin praktik tətbiq tələblərinə çatır.
2.Optik liflərin təsnifatı
(1) Lif, lifin kəsişməsinin qırılma indeksinin paylanmasına görə bölünür: pilləli tipli lifə (vahid lif) və pilləli lifə (vahid olmayan lif) bölünür.
Fərz edək ki, nüvənin sınma əmsalı n1, örtükün sınma göstəricisi isə n2-dir.
Nüvənin işığı uzun məsafələrə ötürməsini təmin etmək üçün optik lifin qurulması üçün zəruri şərt n1>n2-dir.
Vahid lifin sındırma indeksinin paylanması sabitdir
Qeyri-bərabər lifin qırılma indeksinin paylanması qanunu:
Onların arasında △ – nisbi sındırma göstəricisi fərqi
Α—qırılma əmsalı, α=∞—addım tipli sınma əmsalı paylama lifi, α=2—kvadrat qanuni sındırma indeksi paylama lifi (dərəcəli lif).Bu lif digər dərəcəli liflərlə müqayisə edilir. Mode dispersiya minimum optimaldır.
(1) Nüvədə ötürülən rejimlərin sayına görə: çox rejimli lif və tək rejimli lifə bölünür
Buradakı nümunə optik lifdə ötürülən işığın elektromaqnit sahəsinin paylanmasına aiddir.Fərqli sahə paylamaları fərqli rejimdir.
Tək rejim (lifdə yalnız bir rejim ötürülür), multimod (birdən çox rejim eyni vaxtda lifdə ötürülür)
Hazırda ötürmə sürətinə artan tələblər və ötürmələrin sayının artması ilə əlaqədar olaraq, metropoliten şəbəkəsi yüksək sürət və böyük tutum istiqamətində inkişaf edir, buna görə də onların əksəriyyəti tək rejimli pilləli liflərdir.(Ötürülmə xüsusiyyətləri çox rejimli lifdən daha yaxşıdır)
(2) Optik lifin xüsusiyyətləri:
①Optik lifin itkisi xüsusiyyətləri: İşıq dalğaları optik lifdə ötürülür və ötürmə məsafəsi artdıqca optik güc tədricən azalır.
Lif itkisinin səbəbləri bunlardır: birləşmə itkisi, udma itkisi, səpilmə itkisi və əyilmə radiasiya itkisi.
Birləşmə itkisi lif və cihaz arasındakı birləşmə nəticəsində yaranan itkidir.
Absorbsiya itkiləri işıq enerjisinin lif materialları və çirkləri tərəfindən udulması nəticəsində yaranır.
Səpilmə itkisi Rayleigh səpilmə (qırılma indeksinin qeyri-bərabərliyi) və dalğa ötürücü səpilmə (material qeyri-bərabərliyi) bölünür.
Bükülmə radiasiya itkisi, lifin əyilməsi nəticəsində yaranan radiasiya rejiminə səbəb olan lifin əyilməsi nəticəsində yaranan itkidir.
②Optik lifin dispersiya xüsusiyyətləri: Optik lif tərəfindən ötürülən siqnalda müxtəlif tezlik komponentləri müxtəlif ötürmə sürətlərinə malikdir və terminala çatdıqda siqnal impulsunun genişlənməsi nəticəsində yaranan fiziki təhrif fenomeni dispersiya adlanır.
Dispersiya modal dispersiya, material dispersiyası və dalğa ötürücü dispersiyaya bölünür.
Fiber optik rabitə sistemlərinin əsas komponentləri
Hissə göndərin:
Elektrik ötürücüsü (elektrik terminalı) tərəfindən impuls modulyasiya siqnalı optik ötürücüyə göndərilir (proqramla idarə olunan açar tərəfindən göndərilən siqnal işlənir, dalğa forması formalaşır, nümunənin tərsi dəyişdirilir ... uyğun bir elektrik siqnalına çevrilir. və optik ötürücüyə göndərilir)
Optik ötürücünün əsas rolu elektrik siqnalını lifə birləşdirilən optik siqnala çevirməkdir.
Qəbul hissəsi:
Optik liflər vasitəsilə ötürülən optik siqnalların elektrik siqnallarına çevrilməsi
Elektrik siqnalının işlənməsi orijinal impuls modulyasiya edilmiş siqnala bərpa olunur və elektrik terminalına göndərilir (optik qəbuledici tərəfindən göndərilən elektrik siqnalı işlənir, dalğa forması formalaşır, nümunənin tərsi çevrilir ... müvafiq elektrik siqnalı proqramlaşdırıla bilən açara geri göndərildi)
Transmissiya hissəsi:
Tək rejimli lif, optik təkrarlayıcı (elektrik bərpaedici təkrarlayıcı (optik-elektrik-optik çevrilmə gücləndiricisi, ötürmə gecikməsi daha böyük olacaq, dalğa formasını formalaşdırmaq və vaxt təyin etmək üçün impuls qərar dövrəsindən istifadə ediləcək), erbium qatqılı fiber gücləndirici (gücləndiricini tamamlayır) optik səviyyədə, dalğa forması olmadan)
(1) Optik ötürücü: Elektrik/optik çevrilməni həyata keçirən optik ötürücüdür.O, işıq mənbəyi, sürücü və modulyatordan ibarətdir.Funksiya işıq dalğasını elektrik maşınından işıq mənbəyi tərəfindən buraxılan işıq dalğasına qədər sönük dalğaya çevirmək və sonra modullaşdırılmış optik siqnalı ötürmə üçün optik lifə və ya optik kabelə birləşdirməkdir.
(2) Optik qəbuledici: optik/elektrik çevrilməni həyata keçirən optik qəbuledicidir.Faydalı model işıq aşkarlayan dövrə və optik gücləndiricidən ibarətdir və funksiyası optik lif və ya optik kabel tərəfindən ötürülən optik siqnalı optik detektor tərəfindən elektrik siqnalına çevirmək və sonra zəif elektrik siqnalını gücləndirməkdir. siqnala göndəriləcək gücləndirici dövrə vasitəsilə kifayət qədər səviyyə.Elektrik maşınının qəbuledici ucu gedir.
(3) Fiber/Kabel: Fiber və ya kabel işığın ötürülmə yolunu təşkil edir.Funksiya məlumatın ötürülməsi tapşırığını yerinə yetirmək üçün optik lif və ya optik kabel vasitəsilə uzun məsafəyə ötürülmədən sonra ötürücü ucun göndərdiyi sönük siqnalı qəbuledici ucun optik detektoruna ötürməkdir.
(4) Optik təkrarlayıcı: fotodetektor, işıq mənbəyi və qərarın bərpası sxemindən ibarətdir.İki funksiya var: biri optik lifdə ötürülən optik siqnalın zəifləməsini kompensasiya etməkdir;digəri isə dalğa formasının təhrifinin nəbzini formalaşdırmaqdır.
(5) Fiber optik birləşdiricilər, bağlayıcılar kimi passiv komponentlər (ayrıca enerji təchizatı tələb olunmur, lakin cihaz hələ də itkilidir): Fiber və ya kabelin uzunluğu lif çəkmə prosesi və kabel tikintisi şərtləri ilə məhdudlaşdığı üçün və lifin uzunluğu da Limitdir (məsələn, 2km).Buna görə də, bir çox optik lifin bir optik lif xəttinə qoşulması problemi ola bilər.Buna görə də, optik liflər arasında əlaqə, optik liflər və optik ötürücülərin birləşdirilməsi və birləşdirilməsi, optik birləşdiricilər və bağlayıcılar kimi passiv komponentlərin istifadəsi əvəzsizdir.
Fiber optik rabitənin üstünlüyü
Ötürmə bant genişliyi, böyük rabitə qabiliyyəti
Aşağı ötürmə itkisi və böyük rele məsafəsi
Güclü anti-elektromaqnit müdaxiləsi
(Simsizdən başqa: simsiz siqnalların bir çox effektləri, çoxyollu faydaları, kölgə effektləri, Rayleigh solması, Doppler effektləri var.
Koaksial kabel ilə müqayisədə: optik siqnal koaksial kabeldən daha böyükdür və yaxşı məxfiliyə malikdir)
İşıq dalğasının tezliyi çox yüksəkdir, digər elektromaqnit dalğaları ilə müqayisədə müdaxilə kiçikdir.
Optik kabelin çatışmazlıqları: mexaniki xüsusiyyətləri zəifdir, sındırmaq asandır, (mexaniki performansı yaxşılaşdırır, müdaxilə müqavimətinə təsir göstərəcək), qurulması uzun müddət tələb edir və coğrafi şəraitdən təsirlənir.