Zuntz optikoaren komunikazioaren oinarrizko kontzeptua.
Zuntz optikoa uhin-gida optiko dielektriko bat da, argia blokeatzen duen eta argia norabide axialean hedatzen duen uhin-gida-egitura.
Kuartzozko beiraz, erretxina sintetikoaz eta abarrez egindako zuntz oso fina.
Modu bakarreko zuntza: nukleoa 8-10um, estaldura 125um
Modu anitzeko zuntza: nukleoa 51um, estaldura 125um
Zuntz optikoen bidez seinale optikoak transmititzeko komunikazio metodoari zuntz optikoko komunikazioa deitzen zaio.
Argi-uhinak uhin elektromagnetikoen kategoriakoak dira.
Argi ikusgaiaren uhin-luzera 390-760 nm da, 760 nm baino handiagoa den zatia argi infragorria da eta 390 nm baino txikiagoa den zatia argi ultramorea da.
Argi uhinen lan-leihoa (hiru komunikazio-leiho):
Zuntz optikoko komunikazioan erabiltzen den uhin-luzera infragorri hurbileko eskualdean dago
Uhin-luzera laburreko eskualdea (argi ikusgarria, begi hutsez argi laranja bat dena) 850 nm argi laranja
Uhin-luzera luzeko eskualdea (argi ikusezina den eskualdea) 1310 nm (sakabanaketa-puntu minimo teorikoa), 1550 nm (atenuazio-puntu minimo teorikoa)
Zuntzaren egitura eta sailkapena
1.Zuntzaren egitura
Zuntz-egitura aproposa: nukleoa, estaldura, estaldura, jaka.
Nukleoa eta estalkia kuartzozko materialaz eginda daude, eta propietate mekanikoak nahiko hauskorrak eta apurtzen errazak dira.Hori dela eta, bi estaldura geruza, erretxina mota bat eta nylon motako geruza bat gehitzen dira orokorrean, zuntzaren errendimendu malgua proiektuaren aplikazio praktikoen eskakizunetara iristeko.
2.Zuntz optikoen sailkapena
(1) Zuntza zuntzaren zeharkako sekzioaren errefrakzio-indizearen banaketaren arabera banatzen da: urrats motako zuntz batean (zuntz uniformea) eta zuntz mailakatu batean (zuntz ez-uniformea) banatzen da.
Demagun nukleoak n1-ko errefrakzio-indizea duela eta estaldura-indizea n2 dela.
Nukleoak argia distantzia luzeetan transmititu ahal izateko, zuntz optikoa eraikitzeko beharrezko baldintza n1>n2 da.
Zuntz uniforme baten errefrakzio-indizearen banaketa konstante bat da
Zuntz ez-uniformearen errefrakzio-indizearen banaketa legea:
Horien artean, △ – errefrakzio-indize diferentzia erlatiboa
Α—errefrakzio-indizea, α=∞—urrats motako errefrakzio-indizearen banaketa-zuntza, α=2—lege karratuko errefrakzio-indizearen banaketa-zuntza (kalifikatutako zuntz bat).Zuntz hau mailakako beste zuntz batzuekin alderatzen da. Moduaren sakabanaketa minimoa optimoa.
(1) Nukleoan transmititutako modu kopuruaren arabera: modu anitzeko zuntz eta modu bakarreko zuntzetan banatuta
Hemen ereduak zuntz optiko batean transmititutako argi-eremu elektromagnetiko baten banaketari egiten dio erreferentzia.Eremu-banaketa desberdinak modu desberdina dira.
Modu bakarra (modu bakarra transmititzen da zuntzean), multimode (modu anitzak aldi berean transmititzen dira zuntzean)
Gaur egun, transmisio-tasa eta transmisio-kopuru gero eta handiagoak diren eskakizunak direla eta, metropoli-sarea abiadura handiko eta gaitasun handiaren norabidean garatzen ari da, beraz, gehienak modu bakarreko zuntz mailakatuak dira.(Berez transmisioaren ezaugarriak modu anitzeko zuntza baino hobeak dira)
(2) Zuntz optikoaren ezaugarriak:
①Zuntz optikoaren galera-ezaugarriak: argi-uhinak zuntz optikoan transmititzen dira, eta potentzia optikoa pixkanaka murrizten da transmisio-distantzia handitzen den heinean.
Zuntz galeraren arrazoiak honako hauek dira: akoplamendu galera, xurgapen galera, sakabanaketa galera eta okertze erradiazio galera.
Akoplamendu-galera zuntzaren eta gailuaren arteko akoplamenduak eragindako galera da.
Xurgapen-galerak zuntz-materialek eta ezpurutasunek argi-energia xurgatzean eragiten dute.
Sakabanatze-galera Rayleigh-en (errefrakzio-indizearen ez-uniformitatea) eta uhin-gida-sakabanaketa (materialaren irregulartasuna) banatzen da.
Makurtze-erradiazio-galera zuntzaren tolesturak eragiten duen galera da, zuntzaren tolesturak eragindako erradiazio-modura eramaten duena.
②Zuntz optikoaren sakabanaketa-ezaugarriak: zuntz optikoaren seinalearen maiztasun-osagai desberdinek transmisio-abiadura desberdinak dituzte, eta terminalera iristean seinale-pultsuak zabaltzeak eragindako distortsio-fenomeno fisikoari sakabanaketa deitzen zaio.
Dispertsioa dispertsio modala, materialaren sakabanaketa eta uhin-gidaren dispertsioa banatzen da.
Zuntz optikoko komunikazio sistemen oinarrizko osagaiak
Bidali zatia:
Transmisore elektrikoaren (terminal elektrikoa) pultsu-modulazio-seinalea transmisore optikora bidaltzen da (programa kontrolatutako etengailuak bidalitako seinalea prozesatzen da, uhin-forma moldatzen da, ereduaren alderantzizkoa aldatzen da... seinale elektriko egoki batean). eta transmisore optikora bidali)
Transmisore optiko baten eginkizun nagusia seinale elektriko bat zuntzean akoplatuta dagoen seinale optiko batean bihurtzea da.
Jasotzen duen zatia:
Zuntz optikoen bidez transmititutako seinale optikoak seinale elektriko bihurtzea
Seinale elektrikoaren prozesamendua jatorrizko pultsu modulatutako seinalera berrezartzen da eta terminal elektrikora bidaltzen da (hargailu optikoak bidalitako seinale elektrikoa prozesatzen da, uhin forma moldatzen da, ereduaren alderantzizkoa alderantzikatzen da... seinale elektriko egokia da. etengailu programagarrira bidali da)
Transmisio zatia:
Modu bakarreko zuntz, errepikagailu optikoa (errepikatzaile elektriko birsortzailea (bihurketa optiko-elektriko-optikoko anplifikazioa, transmisio-atzerapena handiagoa izango da, pultsuaren erabaki-zirkuitua erabiliko da uhina moldatzeko eta denbora), erbioz dopatutako zuntz anplifikadorea (anplifikazioa osatzen du). maila optikoan, uhin forma formatu gabe)
(1) Transmisore optikoa: bihurketa elektriko/optikoa egiten duen transceptor optiko bat da.Argi iturri batek, driver batek eta moduladore batek osatzen dute.Funtzioa da makina elektrikotik argi-uhina argi-iturburuak igortzen duen argi-uhinera modulatzea uhin ilun batean bihurtzeko, eta, ondoren, modulatutako seinale optikoa zuntz optikoarekin edo kable optikoarekin lotzea da transmisiorako.
(2) Hargailu optikoa: bihurketa optiko/elektrikoa egiten duen transceptor optiko bat da.Erabilgarritasun-eredua argia detektatzeko zirkuitu batek eta anplifikadore optiko batek osatzen dute, eta funtzioa da zuntz optikotik edo kable optikotik igorritako seinale optikoa detektagailu optikoaren bidez seinale elektriko bihurtzea eta, ondoren, seinale elektriko ahula handitzea. zirkuitu anplifikatzailearen bidez maila nahikoa seinalera bidaltzeko.Makina elektrikoaren hartzailea doa.
(3) Zuntz/Kablea: Zuntzak edo kableak argiaren transmisio-bidea osatzen du.Funtzioa zuntz optikoaren edo kable optikoaren bidez distantzia luzeko transmisioaren ondoren mutur igorlearen detektagailu optikora igortzen duen seinalea igortzea da, informazioa transmititzeko zeregina burutzeko.
(4) Errepikagailu optikoa: fotodetektagailu batek, argi iturri batek eta erabakiak birsortzeko zirkuitu batek osatzen dute.Bi funtzio daude: bata zuntz optikoan transmititzen den seinale optikoaren atenuazioa konpentsatzea da;bestea, uhin-formaren distortsioaren pultsua moldatzea da.
(5) Osagai pasiboak, esate baterako, zuntz optikoko konektoreak, akoplagailuak (ez da elikadura bereizita hornitu behar, baina gailua oraindik galtzen ari da): zuntz edo kablearen luzera zuntz bidezko marrazketa prozesuak eta kablearen eraikuntza baldintzek mugatzen dutelako, eta zuntzaren luzera ere Muga da (adibidez, 2 km).Hori dela eta, arazo bat egon daiteke zuntz optiko ugari zuntz optikoko lerro batean konektatzen direlako.Hori dela eta, ezinbestekoak dira zuntz optikoen arteko konexioa, zuntz optikoen eta transceptor optikoen konexioa eta akoplamendua eta osagai pasiboak erabiltzea, hala nola konektore eta akoplagailu optikoak.
Zuntz optikoaren komunikazioaren nagusitasuna
Transmisio-banda zabalera, komunikazio-gaitasun handia
Transmisio-galera txikia eta errele distantzia handia
Interferentzia elektromagnetikoen aurkako indartsua
(Hari gabeko haritik harago: hari gabeko seinaleek efektu asko dituzte, bide anitzeko onurak, itzal efektuak, Rayleigh desagertzea, Doppler efektuak
Kable ardazkidearekin alderatuta: seinale optikoa kable ardazkidea baino handiagoa da eta konfidentzialtasun ona du)
Argi-uhinaren maiztasuna oso altua da, beste uhin elektromagnetikoekin alderatuta, interferentzia txikia da.
Kable optikoaren desabantailak: propietate mekaniko eskasak, hausteko erraza, (errendimendu mekanikoa hobetu, interferentzia-erresistentzian eragina izango du), eraikitzeko denbora luzea behar da eta baldintza geografikoek eragiten dute.