គំនិតជាមូលដ្ឋាន សមាសភាព និងលក្ខណៈនៃប្រព័ន្ធទំនាក់ទំនងខ្សែកាបអុបទិក

គំនិតជាមូលដ្ឋាននៃការទំនាក់ទំនងខ្សែកាបអុបទិក.

អុបទិកអុបទិក គឺជាមគ្គុទ្ទេសក៍រលកអុបទិកឌីអេឡិចត្រិច ដែលជារចនាសម្ព័ន្ធមគ្គុទ្ទេសក៍រលកដែលរារាំងពន្លឺ និងសាយភាយពន្លឺតាមទិសអ័ក្ស។

សរសៃល្អណាស់ធ្វើពីកញ្ចក់ Quartz ជ័រសំយោគ។ល។

ជាតិសរសៃរបៀបតែមួយ: ស្នូល 8-10um, cladding 125um

Multimode fiber: ស្នូល 51um, cladding 125um

វិធីសាស្រ្តទំនាក់ទំនងនៃការបញ្ជូនសញ្ញាអុបទិកដោយប្រើសរសៃអុបទិកត្រូវបានគេហៅថាទំនាក់ទំនងខ្សែកាបអុបទិក។

រលកពន្លឺជាកម្មសិទ្ធិរបស់ប្រភេទរលកអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច។

ជួររលកនៃពន្លឺដែលអាចមើលឃើញគឺ 390-760 nm ផ្នែកធំជាង 760 nm គឺជាពន្លឺអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដ ហើយផ្នែកតូចជាង 390 nm គឺជាពន្លឺអ៊ុលត្រាវីយូឡេ។

បង្អួចដំណើរការរលកពន្លឺ (បង្អួចទំនាក់ទំនងបី)៖

ជួរ​រលក​ដែល​ប្រើ​ក្នុង​ការ​ទំនាក់ទំនង​តាម​សរសៃ​អុបទិក​គឺ​នៅ​ក្នុង​តំបន់​ជិត​អ៊ីនហ្វ្រារ៉េដ

តំបន់រលកខ្លី (ពន្លឺដែលអាចមើលឃើញ ដែលជាពន្លឺពណ៌ទឹកក្រូចដោយភ្នែកទទេ) ពន្លឺពណ៌ទឹកក្រូច 850nm

តំបន់រលកវែង (តំបន់ពន្លឺដែលមើលមិនឃើញ) 1310 nm (ចំណុចបែកខ្ចាត់ខ្ចាយអប្បបរមាតាមទ្រឹស្តី) 1550 nm (ចំណុចរំលោះអប្បបរមាតាមទ្រឹស្តី)

រចនាសម្ព័ន្ធសរសៃនិងចំណាត់ថ្នាក់

1. រចនាសម្ព័ន្ធនៃសរសៃ

រចនាសម្ព័ន្ធជាតិសរសៃដ៏ល្អ៖ ស្នូល, ការតោង, ថ្នាំកូត, អាវ។

ស្នូលនិងការតោងត្រូវបានធ្វើពីសម្ភារៈរ៉ែថ្មខៀវហើយលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចមានភាពផុយស្រួយនិងងាយបំបែក។ដូច្នេះស្រទាប់ថ្នាំកូតពីរស្រទាប់ប្រភេទជ័រមួយនិងស្រទាប់នីឡុងមួយត្រូវបានបន្ថែមជាទូទៅដូច្នេះការអនុវត្តដែលអាចបត់បែនបាននៃជាតិសរសៃឈានដល់តម្រូវការអនុវត្តជាក់ស្តែងនៃគម្រោង។

2.ការចាត់ថ្នាក់នៃសរសៃអុបទិក

(1) ជាតិសរសៃត្រូវបានបែងចែកទៅតាមការចែកចាយសន្ទស្សន៍ចំណាំងបែរនៃផ្នែកឆ្លងកាត់នៃសរសៃ៖ វាត្រូវបានបែងចែកទៅជាសរសៃប្រភេទជំហាន (ជាតិសរសៃឯកសណ្ឋាន) និងជាតិសរសៃថ្នាក់ (សរសៃមិនឯកសណ្ឋាន)។

សន្មត់ថាស្នូលមានសន្ទស្សន៍ចំណាំងបែរនៃ n1 ហើយសន្ទស្សន៍ចំណាំងបែរគឺ n2 ។

ដើម្បីឱ្យស្នូលបញ្ជូនពន្លឺក្នុងចម្ងាយឆ្ងាយ លក្ខខណ្ឌចាំបាច់សម្រាប់ការសាងសង់សរសៃអុបទិកគឺ n1>n2

ការចែកចាយសន្ទស្សន៍ចំណាំងបែរនៃសរសៃឯកសណ្ឋានគឺថេរ

ច្បាប់នៃការចែកចាយសន្ទស្សន៍ចំណាំងបែរនៃសរសៃមិនស្មើគ្នា៖

ក្នុងចំណោមពួកគេ △ – សន្ទស្សន៍ចំណាំងបែរដែលទាក់ទង

Α—សន្ទស្សន៍ចំណាំងបែរ, α=∞—សរសៃចែកចាយសន្ទស្សន៍ចំណាំងបែរប្រភេទជំហាន, α=2—សរសៃការចែកចាយសន្ទស្សន៍ចំណាំងបែរនៃច្បាប់ការ៉េ (សរសៃបែងចែកកម្រិត)។ជាតិសរសៃនេះត្រូវបានគេប្រៀបធៀបទៅនឹងសរសៃដែលដាក់ថ្នាក់ផ្សេងទៀត។ របៀបនៃការបែកខ្ចាត់ខ្ចាយអប្បរមាគឺល្អបំផុត។

(1) យោងទៅតាមចំនួននៃរបៀបបញ្ជូននៅក្នុងស្នូល: បែងចែកទៅជា multimode fiber និង single mode fiber

លំនាំនៅទីនេះសំដៅទៅលើការចែកចាយនៃវាលអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិចនៃពន្លឺដែលបញ្ជូនក្នុងសរសៃអុបទិក។ការចែកចាយវាលផ្សេងគ្នាគឺជារបៀបផ្សេងគ្នា។

របៀបតែមួយ (របៀបតែមួយត្រូវបានបញ្ជូនក្នុងសរសៃ) ពហុម៉ូដ (របៀបច្រើនត្រូវបានបញ្ជូនក្នុងពេលដំណាលគ្នាក្នុងសរសៃ)

នាពេលបច្ចុប្បន្ននេះ ដោយសារតែតម្រូវការកើនឡើងលើអត្រាបញ្ជូន និងការកើនឡើងនៃចំនួនបញ្ជូន បណ្តាញតំបន់ទីប្រជុំជនកំពុងអភិវឌ្ឍក្នុងទិសដៅនៃល្បឿនលឿន និងសមត្ថភាពធំ ដូច្នេះភាគច្រើននៃពួកគេគឺជាសរសៃតែមួយជំហាន។(លក្ខណៈ​នៃ​ការ​បញ្ជូន​ដោយ​ខ្លួន​វា​គឺ​ល្អ​ប្រសើរ​ជាង multimode fiber)

(2) លក្ខណៈនៃសរសៃអុបទិក៖

①បាត់បង់លក្ខណៈនៃសរសៃអុបទិក៖ រលកពន្លឺត្រូវបានបញ្ជូនក្នុងសរសៃអុបទិក ហើយថាមពលអុបទិកថយចុះបន្តិចម្តងៗ នៅពេលដែលចម្ងាយបញ្ជូនកើនឡើង។

មូលហេតុនៃការបាត់បង់ជាតិសរសៃរួមមានៈ ការបាត់បង់ការភ្ជាប់គ្នា ការបាត់បង់ការស្រូបយក ការបាត់បង់ការខ្ចាត់ខ្ចាយ និងការបាត់បង់វិទ្យុសកម្មពត់កោង។

ការបាត់បង់គូគឺជាការបាត់បង់ដែលបណ្តាលមកពីការភ្ជាប់រវាងសរសៃ និងឧបករណ៍។

ការបាត់បង់ការស្រូបយកគឺបណ្តាលមកពីការស្រូបយកថាមពលពន្លឺដោយសម្ភារៈសរសៃ និងភាពមិនបរិសុទ្ធ។

ការបាត់បង់ការខ្ចាត់ខ្ចាយត្រូវបានបែងចែកទៅជាការខ្ចាត់ខ្ចាយ Rayleigh (សន្ទស្សន៍ចំណាំងបែរមិនស្មើគ្នា) និងការខ្ចាត់ខ្ចាយតាមរលក (ភាពមិនស្មើគ្នានៃសម្ភារៈ) ។

ការបាត់បង់វិទ្យុសកម្មពត់គឺជាការបាត់បង់ដែលបណ្តាលមកពីការពត់កោងនៃសរសៃដែលនាំទៅដល់របៀបវិទ្យុសកម្មដែលបណ្តាលមកពីការពត់កោងនៃសរសៃ។

② លក្ខណៈបែកខ្ញែកនៃសរសៃអុបទិក៖ សមាសធាតុប្រេកង់ផ្សេងៗគ្នានៅក្នុងសញ្ញាដែលបញ្ជូនដោយសរសៃអុបទិកមានល្បឿនបញ្ជូនខុសៗគ្នា ហើយបាតុភូតរូបវ័ន្តនៃការបង្ខូចទ្រង់ទ្រាយដែលបណ្តាលមកពីការពង្រីកសញ្ញាជីពចរនៅពេលទៅដល់ស្ថានីយត្រូវបានគេហៅថា ការបែកខ្ញែក។

ការបែកខ្ចាត់ខ្ចាយត្រូវបានបែងចែកទៅជា modal dispersion, material dispersion, and waveguide dispersion.

សមាសធាតុជាមូលដ្ឋាននៃប្រព័ន្ធទំនាក់ទំនងខ្សែកាបអុបទិក

ផ្ញើផ្នែក៖

ទិន្នផលសញ្ញាម៉ូឌុលជីពចរដោយឧបករណ៍បញ្ជូនអគ្គិសនី (ស្ថានីយអគ្គិសនី) ត្រូវបានបញ្ជូនទៅឧបករណ៍បញ្ជូនអុបទិក (សញ្ញាដែលបញ្ជូនដោយកុងតាក់គ្រប់គ្រងកម្មវិធីត្រូវបានដំណើរការ ទម្រង់រលករាង លំនាំបញ្ច្រាសត្រូវបានផ្លាស់ប្តូរ… ទៅជាសញ្ញាអគ្គិសនីសមរម្យ។ និងបញ្ជូនទៅកាន់ឧបករណ៍បញ្ជូនអុបទិក)

តួនាទីចម្បងរបស់ឧបករណ៍បញ្ជូនអុបទិកគឺដើម្បីបំប្លែងសញ្ញាអគ្គិសនីទៅជាសញ្ញាអុបទិកដែលត្រូវបានភ្ជាប់ជាសរសៃ។

ផ្នែកទទួល៖

ការបំប្លែងសញ្ញាអុបទិកដែលបញ្ជូនតាមសរសៃអុបទិកទៅជាសញ្ញាអគ្គិសនី

ដំណើរការនៃសញ្ញាអគ្គិសនីត្រូវបានស្ដារទៅជាសញ្ញាកែប្រែជីពចរដើម ហើយបញ្ជូនទៅស្ថានីយអគ្គិសនី (សញ្ញាអគ្គិសនីដែលបញ្ជូនដោយអ្នកទទួលអុបទិកត្រូវបានដំណើរការ ទម្រង់រលកមានរាង លំនាំបញ្ច្រាស់បញ្ច្រាស… សញ្ញាអគ្គិសនីសមស្របគឺ ផ្ញើត្រឡប់ទៅកុងតាក់ដែលអាចសរសេរកម្មវិធីបាន)

ផ្នែកបញ្ជូន៖

ជាតិសរសៃរបៀបតែមួយ ឧបករណ៍បំពងសំឡេងអុបទិក (ឧបករណ៍បំលែងចរន្តអគ្គិសនី (ការពង្រីកការបំប្លែងអុបទិក-អគ្គិសនី-អុបទិក ការពន្យាពេលការបញ្ជូននឹងធំជាង សៀគ្វីការសម្រេចចិត្តជីពចរនឹងត្រូវបានប្រើដើម្បីកំណត់ទម្រង់រលក និងការកំណត់ពេលវេលា) សរសៃអំព្លី erbium-doped (បញ្ចប់ការពង្រីក នៅកម្រិតអុបទិក ដោយគ្មានទម្រង់រលក)

(1) ឧបករណ៍បញ្ជូនអុបទិក៖ វាគឺជាឧបករណ៍បញ្ជូនអុបទិកដែលដឹងពីការបំប្លែងអគ្គិសនី/អុបទិក។វាមានប្រភពពន្លឺ អ្នកបើកបរ និងម៉ូឌុល។មុខងារគឺដើម្បីកែប្រែរលកពន្លឺពីម៉ាស៊ីនអេឡិចត្រិចទៅជារលកពន្លឺដែលបញ្ចេញដោយប្រភពពន្លឺឱ្យទៅជារលកស្រអាប់ ហើយបន្ទាប់មកភ្ជាប់សញ្ញាអុបទិកដែលបានកែប្រែទៅជាសរសៃអុបទិក ឬខ្សែអុបទិកសម្រាប់ការបញ្ជូន។

(2) ឧបករណ៍ទទួលអុបទិក៖ គឺជាឧបករណ៍បញ្ជូនអុបទិកដែលដឹងពីការបំប្លែងអុបទិក/អគ្គិសនី។គំរូឧបករណ៍ប្រើប្រាស់ត្រូវបានផ្សំឡើងដោយសៀគ្វីចាប់ពន្លឺ និងឧបករណ៍ពង្រីកអុបទិក ហើយមុខងារគឺបំប្លែងសញ្ញាអុបទិកដែលបញ្ជូនដោយសរសៃអុបទិក ឬខ្សែអុបទិកទៅជាសញ្ញាអគ្គិសនីដោយឧបករណ៍ចាប់អុបទិក ហើយបន្ទាប់មកពង្រីកសញ្ញាអគ្គិសនីខ្សោយទៅជា កម្រិតគ្រប់គ្រាន់តាមរយៈសៀគ្វី amplifying ត្រូវបានបញ្ជូនទៅសញ្ញា។ចុងបញ្ចប់នៃម៉ាស៊ីនអគ្គិសនីទៅ។

(3) Fiber/Cable: Fiber ឬខ្សែកាបបង្កើតជាផ្លូវបញ្ជូនពន្លឺ។មុខងារគឺដើម្បីបញ្ជូនសញ្ញាស្រអាប់ដែលបានផ្ញើដោយចុងបញ្ជូនទៅកាន់ឧបករណ៍ចាប់អុបទិកនៃចុងទទួលបន្ទាប់ពីការបញ្ជូនចម្ងាយឆ្ងាយតាមរយៈខ្សែកាបអុបទិកឬខ្សែអុបទិកដើម្បីបំពេញភារកិច្ចនៃការបញ្ជូនព័ត៌មាន។

(4) ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាអុបទិក៖ មានឧបករណ៍ចាប់រូបភាព ប្រភពពន្លឺ និងសៀគ្វីបង្កើតឡើងវិញនូវការសម្រេចចិត្ត។មានមុខងារពីរ: មួយគឺដើម្បីទូទាត់សងការ attenuation នៃសញ្ញាអុបទិកដែលបានបញ្ជូននៅក្នុងសរសៃអុបទិក;មួយទៀតគឺដើម្បីកំណត់ជីពចរនៃការបង្ខូចទ្រង់ទ្រាយរលក។

(5) សមាសធាតុអកម្មដូចជាឧបករណ៍ភ្ជាប់ fiber optic, couplers (មិនចាំបាច់ផ្គត់ផ្គង់ថាមពលដោយឡែកពីគ្នាទេ ប៉ុន្តែឧបករណ៍នៅតែបាត់បង់)៖ ដោយសារតែប្រវែងនៃ fiber ឬ cable ត្រូវបានកំណត់ដោយដំណើរការគូរ fiber optic និងលក្ខខណ្ឌនៃការសាងសង់ខ្សែ និង ប្រវែងនៃសរសៃក៏មានដែនកំណត់ផងដែរ (ឧទាហរណ៍ 2km)។ដូច្នេះ វាអាចមានបញ្ហាដែលពហុភាពនៃសរសៃអុបទិកត្រូវបានតភ្ជាប់ក្នុងខ្សែអុបទិកតែមួយ។ដូច្នេះ ការតភ្ជាប់រវាងសរសៃអុបទិក ការតភ្ជាប់ និងការភ្ជាប់នៃសរសៃអុបទិក និងឧបករណ៍បញ្ជូនអុបទិក និងការប្រើប្រាស់សមាសធាតុអកម្ម ដូចជាឧបករណ៍ភ្ជាប់អុបទិក និងគូស្រករ គឺមិនអាចខ្វះបាន។

ឧត្តមភាពនៃការទំនាក់ទំនងខ្សែកាបអុបទិក

កម្រិតបញ្ជូន សមត្ថភាពទំនាក់ទំនងធំ

ការបាត់បង់ការបញ្ជូនទាប និងចម្ងាយបញ្ជូនតធំ

ការជ្រៀតជ្រែកប្រឆាំងនឹងអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិចខ្លាំង

(លើសពីឥតខ្សែ៖ សញ្ញាឥតខ្សែមានផលប៉ះពាល់ជាច្រើន អត្ថប្រយោជន៍ពហុផ្លូវ ផលប៉ះពាល់ស្រមោល Rayleigh បន្ថយឥទ្ធិពល Doppler

បើប្រៀបធៀបជាមួយខ្សែ coaxial: សញ្ញាអុបទិកមានទំហំធំជាងខ្សែ coaxial ហើយមានការសម្ងាត់ល្អ)

ប្រេកង់នៃរលកពន្លឺគឺខ្ពស់ណាស់បើប្រៀបធៀបជាមួយរលកអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិចផ្សេងទៀតការជ្រៀតជ្រែកគឺតូច។

គុណវិបត្តិនៃខ្សែកាបអុបទិក៖ លក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិកខ្សោយ ងាយបំបែក (ធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវដំណើរការមេកានិក នឹងមានផលប៉ះពាល់លើភាពធន់នឹងការជ្រៀតជ្រែក) វាត្រូវចំណាយពេលយូរក្នុងការសាងសង់ និងរងផលប៉ះពាល់ដោយលក្ខខណ្ឌភូមិសាស្ត្រ។