Basis konsept fan optyske fiber kommunikaasje.
In optyske glêstried is in dielektrike optyske waveguide, in waveguidestruktuer dy't ljocht blokkearret en ljocht yn 'e axiale rjochting propagearret.
Hiel fyn fiber makke fan kwartsglês, syntetyske hars, ensfh.
Single mode fiber: kearn 8-10um, beklaaiïng 125um
Multimode fiber: kearn 51um, cladding 125um
De kommunikaasjemetoade foar it ferstjoeren fan optyske sinjalen mei optyske fezels wurdt optyske fiberkommunikaasje neamd.
Ljochtwellen hearre ta de kategory fan elektromagnetyske weagen.
It golflingteberik fan sichtber ljocht is 390-760 nm, it diel grutter dan 760 nm is ynfraread ljocht, en it diel lytser as 390 nm is ultraviolet ljocht.
Ljochtwelle wurkfinster (trije kommunikaasjefinsters):
It golflingteberik dat brûkt wurdt yn glêstriedkommunikaasje is yn 'e tichtby-ynfrareadregio
Koarte golflingte regio (sichtber ljocht, dat is in oranje ljocht mei it bleate each) 850nm oranje ljocht
Lange golflingte regio (ûnsichtbere ljocht regio) 1310 nm (teoretysk minimum dispersion punt), 1550 nm (it teoretyske minimum attenuation punt)
Fiber struktuer en klassifikaasje
1.De struktuer fan 'e glêstried
De ideale fiber struktuer: kearn, cladding, coating, jas.
De kearn en beklaaiïng binne makke fan kwartsmateriaal, en de meganyske eigenskippen binne relatyf kwetsber en maklik te brekken.Dêrom, twa lagen fan coating laach, ien hars type en ien laach fan nylon type wurde algemien tafoege, sadat de fleksibele prestaasjes fan de glêstried berikt de praktyske tapassing easken fan it projekt.
2.Klassifikaasje fan optyske fezels
(1) De glêstried is ferdield neffens de brekingsyndeksferdieling fan 'e dwerstrochsneed fan' e glêstried: it is ferdield yn in staptypefaser (unifoarme glêstried) en in gradearre glêstried (net-unifoarme glêstried).
Stel dat de kearn in brekingsyndeks hat fan n1 en de beklaaiïndeks is n2.
Om de kearn mooglik te meitsjen om ljocht oer lange ôfstannen troch te jaan, is de needsaaklike betingst foar it bouwen fan de glêstried n1>n2
De brekingsyndeksferdieling fan in unifoarme fiber is in konstante
De wet foar ferdieling fan brekingsyndeks fan net-unifoarme glêstried:
Under harren, △ - relative brekingsyndeks ferskil
Α—brekingsyndeks, α=∞—stap-type brekingsyndeks distribúsjefaser, α=2—fjouwerkant-wet brekingsyndeks distribúsjefaser (in gradearre glêstried).Dizze fiber wurdt ferlike mei oare graded fibers.Mode dispersion minimum optimaal.
(1) Neffens it oantal modi oerbrocht yn 'e kearn: ferdield yn multimode fiber en single mode fiber
It patroan hjir ferwiist nei de ferdieling fan in elektromagnetysk fjild fan ljocht oerbrocht yn in optyske glêstried.Ferskillende fjildferdielingen binne in oare modus.
Single modus (mar ien modus wurdt oerbrocht yn 'e glêstried), multimode (meardere modi wurde tagelyk oerdroegen yn' e glêstried)
Op it stuit, fanwegen de tanimmende easken oan it oerdrachtsnivo en it tanimmend oantal oerdrachten, ûntwikkelet it metropoalnetwurk yn 'e rjochting fan hege snelheid en grutte kapasiteit, sadat de measten fan har binne single-mode stapte fezels.(De oerdracht skaaimerken fan himsels binne better dan multimode fiber)
(2) Skaaimerken fan glêstried:
① Ferlies skaaimerken fan glêstried: Ljochtwellen wurde oerbrocht yn 'e glêstried, en de optyske krêft nimt stadichoan ôf as de oerdrachtôfstân ferheget.
De oarsaken fan glêstriedferlies omfetsje: koppelingsferlies, absorptionferlies, ferspriedingsferlies, en bûgjen fan strielingferlies.
Koppelingsferlies is it ferlies feroarsake troch de keppeling tusken de glêstried en it apparaat.
Absorpsjeferlies wurde feroarsake troch de opname fan ljochtenerzjy troch glêstriedmaterialen en ûnreinheden.
It ferspriedingsferlies is ferdield yn Rayleigh-ferstruit (net-uniformiteit fan brekingsyndeks) en waveguide-ferstruit (materiaal ûnjildichheid).
It bûgjen fan strielingferlies is it ferlies feroarsake troch it bûgen fan 'e glêstried dy't liedt ta de strielingsmodus feroarsake troch it bûgen fan' e glêstried.
② Dispersion skaaimerken fan glêstried: Ferskillende frekwinsje komponinten yn it sinjaal oerbrocht troch de glêstried hawwe ferskillende oerdracht snelheden, en it fysike ferskynsel fan ferfoarming feroarsake troch sinjaal puls ferbreding by it berikken fan de terminal wurdt neamd dispersion.
De dispersje is ferdield yn modale dispersion, materiaal dispersion, en waveguide dispersion.
Basiskomponinten fan optyske fiberkommunikaasjesystemen
Stjoer diel:
It pulsmodulaasjesinjaalútfier troch de elektryske stjoerder (elektryske terminal) wurdt stjoerd nei de optyske stjoerder (it sinjaal stjoerd troch de programma-kontroleare switch wurdt ferwurke, de golffoarm wurdt foarme, de omkearde fan it patroan wurdt feroare ... yn in geskikt elektrysk sinjaal en stjoerd nei de optyske stjoerder)
De primêre rol fan in optyske stjoerder is it konvertearjen fan in elektrysk sinjaal yn in optysk sinjaal dat is keppele oan de glêstried.
Untfangend diel:
Konvertearje optyske sinjalen oerbrocht troch optyske fezels yn elektryske sinjalen
De ferwurking fan it elektryske sinjaal wurdt weromset nei it orizjinele pulsmoduleare sinjaal en stjoerd nei de elektryske terminal (it elektryske sinjaal stjoerd troch de optyske ûntfanger wurdt ferwurke, de golffoarm wurdt foarme, de omkearde fan it patroan wurdt omkeard ... it passende elektryske sinjaal is weromstjoerd nei de programmeerbere switch)
Transmission diel:
Single-mode glêstried, optyske repeater (elektryske regenerative repeater (optysk-elektrysk-optyske konverzje amplification, transmissie fertraging sil wêze grutter, puls beslút circuit sil wurde brûkt om foarmje de golffoarm, en timing), erbium-doped fiber Amplifier (foltôgje de amplification op it optysk nivo, sûnder golffoarmfoarming)
(1) Optyske stjoerder: It is in optyske transceiver dy't elektryske / optyske konverzje realisearret.It bestiet út in ljochtboarne, in bestjoerder en in modulator.De funksje is om de ljochtwelle fan 'e elektryske masine te modulearjen nei de ljochtwelle dy't troch de ljochtboarne útstjoerd wurdt om in dimde welle te wurden, en dan it moduleare optyske sinjaal te koppelen oan' e glêstried as de optyske kabel foar oerdracht.
(2) Optyske ûntfanger: is in optyske transceiver dy't optyske / elektryske konverzje realisearret.It nutsmodel is gearstald út in ljochtdeteksjekring en in optyske fersterker, en de funksje is it konvertearjen fan it optyske sinjaal dat troch de glêstried as de optyske kabel wurdt oerbrocht yn in elektrysk sinjaal troch de optyske detektor, en dan it swakke elektryske sinjaal te fersterkjen nei in foldwaande nivo troch de amplifying circuit wurde stjoerd nei it sinjaal.It ûntfangende ein fan 'e elektryske masine giet.
(3) Fiber / Kabel: Fiber as kabel foarmet it oerdrachtpaad fan ljocht.De funksje is it ferstjoeren fan it dimmen sinjaal stjoerd troch it útstjoerende ein nei de optyske detektor fan it ûntfangende ein nei transmissie op lange ôfstân fia de glêstried as de optyske kabel om de taak fan it ferstjoeren fan ynformaasje te foltôgjen.
(4) Optical repeater: bestiet út in photodetector, in ljocht boarne, en in beslút regeneraasje circuit.Der binne twa funksjes: ien is te kompensearjen de attenuation fan de optyske sinjaal oerdroegen yn de glêstried;de oare is om de pols fan 'e golffoarmferfoarming te foarmjen.
(5) Passive komponinten lykas glêstried Anschlüsse, couplers (gjin needsaak om te leverjen macht apart, mar it apparaat is noch lossy): Omdat de lingte fan de glêstried of kabel wurdt beheind troch de glêstried tekening proses en kabel bou betingsten, en de lingte fan de fiber is ek Limit (bgl. 2km).Dêrom kin der in probleem dat in mearfâldichheid fan optyske fezels binne ferbûn yn ien glêstried line.Dêrom binne de ferbining tusken optyske fezels, de ferbining en keppeling fan optyske fezels en optyske transceivers, en it brûken fan passive komponinten lykas optyske Anschlüsse en Koppelers ûnmisber.
De superioriteit fan optyske fiberkommunikaasje
Transmission bânbreedte, grutte kommunikaasje kapasiteit
Leech oerdrachtferlies en grutte relaisôfstân
Sterke anty-elektromagnetyske ynterferinsje
(Beyond draadloos: draadloze sinjalen hawwe in protte effekten, multipath-foardielen, skaadeffekten, Rayleigh-fading, Doppler-effekten
Yn ferliking mei koaksiale kabel: optysk sinjaal is grutter dan koaksiale kabel en hat goede fertroulikens)
De frekwinsje fan 'e ljochtwelle is heul heech, yn ferliking mei oare elektromagnetyske weagen is de ynterferinsje lyts.
Neidielen fan optyske kabel: minne meganyske eigenskippen, maklik te brekken, (ferbetterje meganyske prestaasjes, sil ynfloed hawwe op ynterferinsjeresistinsje), it duorret lang om te bouwen, en wurdt beynfloede troch geografyske omstannichheden.