Baza koncepto de optika fibro komunikado.
Optika fibro estas dielektrika optika ondgvidilo, ondgvidstrukturo kiu blokas lumon kaj propagas lumon en la aksa direkto.
Tre fajna fibro farita el kvarca vitro, sinteza rezino, ktp.
Unureĝima fibro: kerno 8-10um, tegaĵo 125um
Multimoda fibro: kerno 51um, tegaĵo 125um
La komunika metodo de elsendado de optikaj signaloj uzante optikajn fibrojn estas nomita optika fibro komunikado.
Lumaj ondoj apartenas al la kategorio de elektromagnetaj ondoj.
La ondolonga gamo de videbla lumo estas 390-760 nm, la parto pli granda ol 760 nm estas infraruĝa lumo, kaj la parto pli malgranda ol 390 nm estas transviola lumo.
Laborfenestro de Lumondo (tri komunikadfenestroj):
La ondolongo-intervalo uzita en fibro-optika komunikado estas en la preskaŭ-infraruĝa regiono
Mallonga ondolonga regiono (videbla lumo, kiu estas oranĝa lumo per nuda okulo) 850nm oranĝa lumo
Longa ondolonga regiono (nevidebla malpeza regiono) 1310 nm (teoria minimuma disvastigo), 1550 nm (la teoria minimuma malfortiĝpunkto)
Fibra strukturo kaj klasifiko
1.La strukturo de la fibro
La ideala fibrostrukturo: kerno, tegaĵo, tegaĵo, jako.
La kerno kaj tegaĵo estas faritaj el kvarca materialo, kaj la mekanikaj propraĵoj estas relative fragilaj kaj facile rompigeblaj.Tial, du tavoloj de tega tavolo, unu rezina tipo kaj unu tavolo de nilona tipo estas ĝenerale aldonitaj, tiel ke la fleksebla agado de la fibro atingas la praktikajn aplikajn postulojn de la projekto.
2.Klasifikado de optikaj fibroj
(1) La fibro estas dividita laŭ la distribuo de refrakta indico de la sekco de la fibro: ĝi estas dividita en ŝtupan fibron (unuforma fibro) kaj gradigita fibro (ne-unuforma fibro).
Supozu ke la kerno havas refraktan indicon de n1 kaj la tegaĵan refraktan indicon estas n2.
Por ebligi al la kerno elsendi lumon sur longaj distancoj, la necesa kondiĉo por konstrui la optikan fibron estas n1>n2
La refrakta indicdistribuo de unuforma fibro estas konstanto
La refrakta indico distribua leĝo de ne-unuforma fibro:
Inter ili, △ - relativa refrakta indekso diferenco
Α—refrakta indekso, α=∞—paŝa-speca refrakta indeksa distribua fibro, α=2—kvadrata-leĝa refrakta indeksa distribua fibro (gradigita fibro).Ĉi tiu fibro estas komparata kun aliaj gradigitaj fibroj.Mode disperso minimuma optimuma.
(1) Laŭ la nombro da reĝimoj transdonitaj en la kerno: dividita en multimodan fibron kaj unureĝiman fibron
La ŝablono ĉi tie rilatas al la distribuado de elektromagneta kampo de lumo elsendita en optika fibro.Malsamaj kampodistribuoj estas malsama reĝimo.
Ununura reĝimo (nur unu reĝimo estas elsendita en la fibro), plurreĝimo (multoblaj reĝimoj estas samtempe elsenditaj en la fibro)
Nuntempe, pro la kreskantaj postuloj pri la transdono-rapideco kaj la kreskanta nombro da dissendoj, la metropola areo disvolvas en la direkto de alta rapido kaj granda kapablo, do plej multaj el ili estas unureĝimaj paŝitaj fibroj.(La dissendokarakterizaĵoj de si mem estas pli bonaj ol multimoda fibro)
(2) Karakterizaĵoj de optika fibro:
①Perdokarakterizaĵoj de optika fibro: Lumaj ondoj estas transdonitaj en la optika fibro, kaj la optika potenco iom post iom malpliiĝas kiam la transdona distanco pliiĝas.
La kaŭzoj de fibroperdo inkluzivas: kunliga perdo, sorba perdo, disvastiga perdo kaj fleksa radiadperdo.
Kunliga perdo estas la perdo kaŭzita de la kunligo inter la fibro kaj la aparato.
Sorbadperdoj estas kaŭzitaj de la sorbado de lumenergio de fibraj materialoj kaj malpuraĵoj.
La disvastigperdo estas dividita en Rayleigh-disvastigo (refrakta indekso ne-unuformeco) kaj ondgviddisvastigo (materiala malebeneco).
La fleksa radiadperdo estas la perdo kaŭzita de la fleksado de la fibro kondukanta al la radiadreĝimo kaŭzita de la fleksado de la fibro.
②Dispersaj karakterizaĵoj de optika fibro: Malsamaj frekvencaj komponantoj en la signalo elsendita de la optika fibro havas malsamajn transdonrapidecojn, kaj la fizika fenomeno de distordo kaŭzita de larĝigo de signala pulso atinginte la terminalon nomiĝas disperso.
La disvastigo estas dividita en modala disvastigo, materiala disvastigo kaj ondgviddisvastigo.
Bazaj komponentoj de optika fibro-komunikadsistemoj
Sendu parton:
La pulsmodulada signalo eligo de la elektra dissendilo (elektra terminalo) estas sendita al la optika dissendilo (la signalo sendita de la program-kontrolita ŝaltilo estas prilaborita, la ondformo estas formita, la inverso de la ŝablono estas ŝanĝita... en taŭgan elektran signalon. kaj sendita al la optika dissendilo)
La ĉefa rolo de optika dissendilo estas konverti elektran signalon en optikan signalon kiu estas kunligita en la fibron.
Ricevanta parto:
Konvertado de optikaj signaloj elsenditaj tra optikaj fibroj en elektrajn signalojn
La pretigo de la elektra signalo estas restarigita al la originala pulsmodulita signalo kaj sendita al la elektra terminalo (la elektra signalo sendita de la optika ricevilo estas prilaborita, la ondformo estas formita, la inverso de la ŝablono estas inversigita... la taŭga elektra signalo estas resendite al la programebla ŝaltilo)
Transdona parto:
Unureĝima fibro, optika ripetilo (elektra regenera ripetilo (optika-elektra-optika konverta amplifo, transdono malfruo estos pli granda, pulsdecidcirkvito estos uzata por formi la ondformon, kaj tempigo), erbio-dopa fibro Amplifilo (kompletigas la plifortigon). sur la optika nivelo, sen formado de ondformoj)
(1) Optika dissendilo: Ĝi estas optika transceptor kiu realigas elektran/optikan konvertiĝon.Ĝi konsistas el lumfonto, ŝoforo kaj modulatoro.La funkcio estas moduli la lum-ondon de la elektra maŝino al la lum-ondo elsendita de la lumfonto por fariĝi malklarigita ondo, kaj tiam kunligi la modulitan optikan signalon al la optika fibro aŭ la optika kablo por transsendo.
(2) Optika ricevilo: estas optika ricevilo, kiu realigas optikan/elektran konvertiĝon.La utila modelo konsistas el lumdetekta cirkvito kaj optika amplifilo, kaj la funkcio estas konverti la optikan signalon transdonitan de la optika fibro aŭ la optika kablo en elektran signalon per la optika detektilo, kaj poste plifortigi la malfortan elektran signalon al. sufiĉa nivelo tra la plifortiga cirkvito por esti sendita al la signalo.La riceva fino de la elektra maŝino iras.
(3) Fibro/Kablo: Fibro aŭ kablo konsistigas la transdonon de lumo.La funkcio estas transdoni la malklarigitan signalon senditan de la elsenda fino al la optika detektilo de la ricevanta fino post longdistanca transdono tra la optika fibro aŭ la optika kablo por plenumi la taskon transdoni informojn.
(4) Optika ripetilo: konsistas el fotodetektilo, lumfonto, kaj decida regenerada cirkvito.Estas du funkcioj: unu estas kompensi la malfortiĝon de la optika signalo transdonita en la optika fibro;la alia estas formi la pulson de la ondformmisprezento.
(5) Pasivaj komponantoj kiel fibraj optikaj konektiloj, kupliloj (ne necesas provizi potencon aparte, sed la aparato ankoraŭ estas perda): Ĉar la longo de la fibro aŭ kablo estas limigita de la fibro desegna procezo kaj la kablokonstruaj kondiĉoj, kaj la longo de la fibro estas ankaŭ Limo (ekz. 2km).Tial, povas ekzisti problemo, ke pluropo de optikaj fibroj estas konektitaj en unu optika fibro-linio.Tial, la ligo inter optikaj fibroj, la ligo kaj kuplado de optikaj fibroj kaj optikaj transceptoroj, kaj la uzo de pasivaj komponantoj kiel optikaj konektiloj kaj kupliloj estas nemalhaveblaj.
La supereco de optika fibro komunikado
Transdona bendolarĝo, granda komunika kapablo
Malalta transdona perdo kaj granda relajsa distanco
Forta kontraŭ-elektromagneta interfero
(Preter sendrata: sendrataj signaloj havas multajn efikojn, plurvojajn avantaĝojn, ombrajn efikojn, Rayleigh-malfortiĝon, Dopplerajn efikojn
Kompare kun samaksa kablo: optika signalo estas pli granda ol samaksa kablo kaj havas bonan konfidencon)
La ofteco de la luma ondo estas tre alta, kompare kun aliaj elektromagnetaj ondoj, la interfero estas malgranda.
Malavantaĝoj de optika kablo: malbonaj mekanikaj propraĵoj, facile rompigeblaj, (plibonigas mekanikan agadon, efikos al interferrezisto), necesas longa tempo por konstrui, kaj estas tuŝita de geografiaj kondiĉoj.