Batakang konsepto sa komunikasyon sa optical fiber.
Ang optical fiber kay usa ka dielectric optical waveguide, usa ka waveguide structure nga nagbabag sa kahayag ug nagpakaylap sa kahayag sa axial nga direksyon.
Maayo kaayo nga fiber nga ginama sa quartz glass, synthetic resin, etc.
Single mode fiber: core 8-10um, cladding 125um
Multimode fiber: core 51um, cladding 125um
Ang paagi sa komunikasyon sa pagpadala sa mga optical signal gamit ang optical fibers gitawag nga optical fiber communication.
Ang mga light wave nahisakop sa kategorya nga electromagnetic waves.
Ang wavelength range sa makita nga kahayag mao ang 390-760 nm, ang bahin nga mas dako sa 760 nm mao ang infrared nga kahayag, ug ang bahin nga mas gamay sa 390 nm mao ang ultraviolet nga kahayag.
Light wave working window (tulo ka bintana sa komunikasyon):
Ang wavelength range nga gigamit sa fiber-optic nga komunikasyon anaa sa duol-infrared nga rehiyon
Mubo nga wavelength nga rehiyon (makita nga kahayag, nga usa ka orange nga kahayag pinaagi sa mata) 850nm orange nga kahayag
Taas nga wavelength nga rehiyon (dili makita nga kahayag nga rehiyon) 1310 nm (teoretikal nga minimum nga dispersion point), 1550 nm (ang theoretical minimum attenuation point)
Fiber istruktura ug klasipikasyon
1.Ang istruktura sa lanot
Ang sulundon nga istruktura sa fiber: core, cladding, coating, jacket.
Ang kinauyokan ug cladding gihimo sa quartz nga materyal, ug ang mekanikal nga mga kabtangan medyo huyang ug dali mabuak.Busa, duha ka mga lut-od sa coating layer, usa ka resin type ug usa ka layer sa naylon type ang kasagaran nga gidugang, aron ang flexible performance sa fiber makaabot sa praktikal nga mga kinahanglanon sa aplikasyon sa proyekto.
2. Klasipikasyon sa mga optical fiber
(1) Ang lanot gibahin sumala sa pag-apod-apod sa refractive index sa cross section sa fiber: gibahin kini sa usa ka step type fiber (uniform fiber) ug usa ka graded fiber (non-uniform fiber).
Hunahunaa nga ang kinauyokan adunay refractive index sa n1 ug ang cladding refractive index mao ang n2.
Aron mahimo ang kinauyokan sa pagpasa sa kahayag sa layo nga mga distansya, ang gikinahanglan nga kondisyon alang sa pagtukod sa optical fiber mao ang n1> n2
Ang pag-apod-apod sa refractive index sa usa ka uniporme nga lanot usa ka makanunayon
Ang balaod sa pag-apod-apod sa refractive index sa dili uniporme nga lanot:
Lakip kanila, △ – paryente refractive index kalainan
Α—refractive index, α=∞—step-type nga refractive index distribution fiber, α=2—square-law refractive index distribution fiber (usa ka graded fiber).Kini nga lanot gitandi sa ubang mga graded fibers.Mode dispersion minimum optimal.
(1) Sumala sa gidaghanon sa mga paagi nga gipasa sa kinauyokan: gibahin ngadto sa multimode fiber ug single mode fiber
Ang sumbanan dinhi nagtumong sa pag-apod-apod sa usa ka electromagnetic field sa kahayag nga gipasa sa usa ka optical fiber.Ang lain-laing mga pag-apod-apod sa uma kay lahi nga paagi.
Single mode (usa ra ka mode ang gipasa sa fiber), multimode (daghang mga mode ang dungan nga gipasa sa fiber)
Sa pagkakaron, tungod sa nagkadaghang mga kinahanglanon sa transmission rate ug nagkadaghang transmissions, ang metropolitan area network nag-uswag sa direksyon sa high speed ug dako nga kapasidad, mao nga kadaghanan niini mga single mode stepped fibers.(Ang transmission nga mga kinaiya sa iyang kaugalingon mas maayo kaysa multimode fiber)
(2) Mga kinaiya sa optical fiber:
①Nawala nga mga kinaiya sa optical fiber: Ang mga light wave gipasa sa optical fiber, ug ang optical power anam-anam nga mikunhod samtang ang gilay-on sa transmission nagdugang.
Ang mga hinungdan sa pagkawala sa fiber naglakip sa: pagkawala sa pagdugtong, pagkawala sa pagsuyup, pagkawala sa pagkatag, ug pagkawala sa radiation.
Ang pagkawala sa pagdugtong mao ang pagkawala tungod sa pagkadugtong tali sa fiber ug sa aparato.
Ang pagkawala sa pagsuyup tungod sa pagsuyup sa kahayag nga enerhiya sa mga materyales sa fiber ug mga hugaw.
Ang pagsabwag sa pagkawala gibahin sa Rayleigh scattering (refractive index non-uniformity) ug waveguide scattering (material unevenness).
Ang pagkawala sa radiation sa bending mao ang pagkawala nga gipahinabo sa pagyukbo sa lanot nga nagpaingon sa mode sa radiation nga gipahinabo sa pagliko sa lanot.
②Mga kinaiya sa pagkatibulaag sa optical fiber: Ang lainlaing mga sangkap sa frequency sa signal nga gipasa sa optical fiber adunay lainlaing katulin sa transmission, ug ang pisikal nga panghitabo sa pagtuis tungod sa pagpalapad sa pulso sa signal sa pag-abot sa terminal gitawag nga pagkatibulaag.
Ang pagkatibulaag gibahin sa modal dispersion, materyal nga pagkatibulaag, ug waveguide dispersion.
Mga sukaranan nga sangkap sa mga sistema sa komunikasyon sa optical fiber
Ipadala ang bahin:
Ang pulse modulation signal output sa electric transmitter (electrical terminal) gipadala ngadto sa optical transmitter (ang signal nga gipadala sa program-controlled switch giproseso, ang waveform giporma, ang inverse sa pattern giusab... ngadto sa usa ka angay nga electrical signal. ug gipadala sa optical transmitter)
Ang nag-unang tahas sa usa ka optical transmitter mao ang pag-convert sa usa ka electrical signal ngadto sa usa ka optical signal nga gihiusa ngadto sa fiber.
Pagdawat nga bahin:
Pag-convert sa mga optical signal nga gipasa pinaagi sa optical fibers ngadto sa electrical signal
Ang pagproseso sa electrical signal gipahiuli ngadto sa orihinal nga pulse modulated signal ug gipadala ngadto sa electrical terminal (ang electrical signal nga gipadala sa optical receiver giproseso, ang waveform giporma, ang inverse sa pattern gibalit-ad ... ang angay nga electrical signal mao ang gipadala balik sa programmable switch)
Bahin sa transmission:
Single-mode fiber, optical repeater (electrical regenerative repeater (optical-electric-optical conversion amplification, transmission delay mas dako, pulse decision circuit gamiton sa paghulma sa waveform, ug timing), erbium-doped fiber Amplifier (mokompleto sa amplification sa optical level, nga walay waveform shaping)
(1) Optical transmitter: Kini usa ka optical transceiver nga nakaamgo sa electric / optical conversion.Kini naglangkob sa usa ka tinubdan sa kahayag, usa ka drayber ug usa ka modulator.Ang function mao ang pag-modulate sa light wave gikan sa electric machine ngadto sa light wave nga gipagawas sa light source aron mahimong usa ka dimmed wave, ug dayon ipares ang modulated optical signal ngadto sa optical fiber o ang optical cable para sa transmission.
(2) Optical receiver: usa ka optical transceiver nga makaamgo sa optical/electrical conversion.Ang modelo sa utility gilangkuban sa usa ka light detecting circuit ug usa ka optical amplifier, ug ang function mao ang pag-convert sa optical signal nga gipasa sa optical fiber o ang optical cable ngadto sa usa ka electrical signal sa optical detector, ug dayon pakusog ang huyang nga signal sa kuryente sa usa ka igo nga lebel pinaagi sa amplifying circuit nga ipadala sa signal.Ang pagdawat sa katapusan sa electric machine moadto.
(3) Fiber/Cable: Fiber o cable naglangkob sa transmission dalan sa kahayag.Ang function mao ang pagpasa sa dimmed signal nga gipadala sa transmitting end ngadto sa optical detector sa nakadawat nga katapusan human sa long-distance transmission pinaagi sa optical fiber o sa optical cable aron makompleto ang tahas sa pagpasa sa impormasyon.
(4) Optical repeater: naglangkob sa usa ka photodetector, usa ka tinubdan sa kahayag, ug usa ka desisyon regeneration circuit.Adunay duha ka mga gimbuhaton: ang usa mao ang pag-compensate sa attenuation sa optical signal nga gipasa sa optical fiber;ang lain mao ang paghulma sa pulso sa waveform distortion.
(5) Passive nga mga sangkap sama sa fiber optic connectors, couplers (dili kinahanglan nga magsuplay sa gahum nga gilain, apan ang aparato nawala gihapon): Tungod kay ang gitas-on sa fiber o cable limitado sa proseso sa pagdrowing sa fiber ug mga kondisyon sa pagtukod sa cable, ug ang Ang gitas-on sa lanot kay Limitado usab (eg 2km).Busa, mahimong adunay usa ka problema nga ang usa ka plurality sa optical fibers konektado sa usa ka optical fiber linya.Busa, ang koneksyon tali sa optical fibers, ang koneksyon ug pagdugtong sa optical fibers ug optical transceivers, ug ang paggamit sa passive components sama sa optical connectors ug couplers kinahanglanon.
Ang pagkalabaw sa komunikasyon sa optical fiber
Transmission bandwidth, dako nga kapasidad sa komunikasyon
Ubos nga pagkawala sa transmission ug dako nga distansya sa relay
Kusog nga anti-electromagnetic interference
(Labaw sa wireless: ang mga wireless signal adunay daghang mga epekto, multipath benefits, shadow effects, Rayleigh fading, Doppler effects
Kon itandi sa coaxial cable: optical signal mas dako pa kay sa coaxial cable ug adunay maayo nga confidentiality)
Ang frequency sa light wave taas kaayo, itandi sa ubang electromagnetic waves, gamay ra ang interference.
Mga disbentaha sa optical cable: dili maayo nga mekanikal nga mga kabtangan, dali nga mabuak, (pagpauswag sa mekanikal nga pasundayag, adunay epekto sa pagsukol sa interference), dugay kini nga pagtukod, ug apektado sa mga kahimtang sa geograpiya.