Kunċett bażiku tal-komunikazzjoni tal-fibra ottika.
Fibra ottika hija waveguide ottika dielettrika, struttura waveguide li timblokka d-dawl u tippropaga d-dawl fid-direzzjoni assjali.
Fibra fina ħafna magħmula minn ħġieġ tal-kwarz, reżina sintetika, eċċ.
Fibra ta 'modalità waħda: qalba 8-10um, kisi 125um
Fibra multimode: qalba 51um, kisi 125um
Il-metodu ta 'komunikazzjoni ta' trasmissjoni ta 'sinjali ottiċi bl-użu ta' fibri ottiċi jissejjaħ komunikazzjoni tal-fibra ottika.
Il-mewġ tad-dawl jappartjenu għall-kategorija tal-mewġ elettromanjetiku.
Il-medda ta 'wavelength ta' dawl viżibbli hija 390-760 nm, il-porzjon akbar minn 760 nm huwa dawl infra-aħmar, u l-porzjon iżgħar minn 390 nm huwa dawl ultravjola.
Tieqa tax-xogħol tal-mewġ tad-dawl (tliet twieqi tal-komunikazzjoni):
Il-firxa tal-wavelength użata fil-komunikazzjoni tal-fibra ottika hija fir-reġjun tal-infra-aħmar qrib
Reġjun ta’ tul ta’ mewġ qasir (dawl viżibbli, li huwa dawl oranġjo bl-għajn) dawl oranġjo 850nm
Reġjun ta 'wavelength twil (reġjun tad-dawl inviżibbli) 1310 nm (punt ta' dispersjoni minimu teoretiku), 1550 nm (il-punt ta 'attenwazzjoni minimu teoretiku)
Struttura tal-fibra u klassifikazzjoni
1.L-istruttura tal-fibra
L-istruttura tal-fibra ideali: qalba, kisi, kisi, ġakketta.
Il-qalba u l-kisi huma magħmula minn materjal tal-kwarz, u l-proprjetajiet mekkaniċi huma relattivament fraġli u faċli biex jinkisru.Għalhekk, żewġ saffi ta 'saff ta' kisi, tip wieħed ta 'reżina u saff wieħed ta' tip ta 'najlon huma ġeneralment miżjuda, sabiex il-prestazzjoni flessibbli tal-fibra tilħaq ir-rekwiżiti ta' applikazzjoni prattika tal-proġett.
2.Klassifikazzjoni tal-fibri ottiċi
(1) Il-fibra hija maqsuma skont id-distribuzzjoni tal-indiċi refrattiv tas-sezzjoni trasversali tal-fibra: hija maqsuma f'fibra tat-tip pass (fibra uniformi) u fibra gradata (fibra mhux uniformi).
Assumi li l-qalba għandha indiċi refrattiv ta 'n1 u l-indiċi refrattiv tal-kisi huwa n2.
Sabiex il-qalba tkun tista' tittrasmetti d-dawl fuq distanzi twal, il-kundizzjoni meħtieġa għall-kostruzzjoni tal-fibra ottika hija n1> n2
Id-distribuzzjoni tal-indiċi ta 'rifrazzjoni ta' fibra uniformi hija kostanti
Il-liġi tad-distribuzzjoni tal-indiċi rifrattiv tal-fibra mhux uniformi:
Fosthom, △ – differenza relattiva fl-indiċi refrattiv
Α—indiċi ta 'rifrazzjoni, α=∞—fibra ta' distribuzzjoni ta 'indiċi ta' rifrazzjoni tat-tip pass, α=2—fibra ta 'distribuzzjoni ta' indiċi ta 'rifrazzjoni ta' liġi kwadra (fibra gradata).Din il-fibra hija mqabbla ma 'fibri gradati oħra. Dispersjoni tal-modalità minima ottimali.
(1) Skond in-numru ta 'modi trażmessi fil-qalba: maqsum f'fibra multimode u fibra b'mod wieħed
Il-mudell hawnhekk jirreferi għad-distribuzzjoni ta 'kamp elettromanjetiku ta' dawl trażmess f'fibra ottika.Id-distribuzzjonijiet tal-kamp differenti huma mod differenti.
Modalità waħda (modalità waħda biss hija trażmessa fil-fibra), multimode (modi multipli huma trażmessi simultanjament fil-fibra)
Fil-preżent, minħabba r-rekwiżiti dejjem jiżdiedu fuq ir-rata ta 'trażmissjoni u n-numru dejjem jikber ta' trażmissjonijiet, in-netwerk taż-żona metropolitana qed jiżviluppa fid-direzzjoni ta 'veloċità għolja u kapaċità kbira, għalhekk ħafna minnhom huma fibri b'mod wieħed intensifikati.(Il-karatteristiċi tat-trażmissjoni minnha nfisha huma aħjar mill-fibra multimode)
(2) Karatteristiċi tal-fibra ottika:
①Karatteristiċi tat-telf tal-fibra ottika: Il-mewġ tad-dawl jiġi trażmess fil-fibra ottika, u l-qawwa ottika tonqos gradwalment hekk kif tiżdied id-distanza tat-trażmissjoni.
Il-kawżi tat-telf tal-fibra jinkludu: telf ta 'akkoppjar, telf ta' assorbiment, telf ta 'tifrix, u telf ta' radjazzjoni tal-liwi.
It-telf tal-igganċjar huwa t-telf ikkawżat mill-akkoppjar bejn il-fibra u l-apparat.
It-telf ta 'assorbiment huwa kkawżat mill-assorbiment ta' enerġija ħafifa minn materjali tal-fibra u impuritajiet.
It-telf tat-tifrix huwa maqsum fi Rayleigh tifrix (in-nuqqas ta 'uniformità ta' l-indiċi ta 'rifrazzjoni) u tifrix tal-gwida tal-mewġ (irregolarità tal-materjal).
It-telf tar-radjazzjoni tal-liwi huwa t-telf ikkawżat mill-liwi tal-fibra li jwassal għall-mod ta 'radjazzjoni kkawżat mill-liwi tal-fibra.
②Karatteristiċi ta 'dispersjoni tal-fibra ottika: Komponenti ta' frekwenza differenti fis-sinjal trażmess mill-fibra ottika għandhom veloċitajiet ta 'trażmissjoni differenti, u l-fenomenu fiżiku ta' distorsjoni ikkawżat mit-twessigħ tal-polz tas-sinjal meta jilħaq it-terminal jissejjaħ dispersjoni.
It-tixrid huwa maqsum f'dispersjoni modali, dispersjoni materjali, u dispersjoni tal-gwida tal-mewġ.
Komponenti bażiċi ta 'sistemi ta' komunikazzjoni tal-fibra ottika
Ibgħat parti:
L-output tas-sinjal tal-modulazzjoni tal-polz mit-trasmettitur elettriku (terminal elettriku) jintbagħat lit-trasmettitur ottiku (is-sinjal mibgħut mill-iswiċċ ikkontrollat mill-programm jiġi pproċessat, il-forma tal-mewġ hija ffurmata, l-invers tal-mudell jinbidel... f'sinjal elettriku adattat u mibgħuta lit-trasmettitur ottiku)
Ir-rwol primarju ta 'trasmettitur ottiku huwa li jikkonverti sinjal elettriku f'sinjal ottiku li huwa akkoppjat fil-fibra.
Parti li tirċievi:
Konverżjoni ta' sinjali ottiċi trażmessi permezz ta' fibri ottiċi f'sinjali elettriċi
L-ipproċessar tas-sinjal elettriku jiġi rrestawrat għas-sinjal modulat tal-polz oriġinali u jintbagħat lit-terminal elettriku (is-sinjal elettriku mibgħut mir-riċevitur ottiku jiġi pproċessat, il-forma tal-mewġ hija ffurmata, l-invers tal-mudell huwa maqlub... is-sinjal elettriku xieraq huwa mibgħuta lura lill-iswiċċ programmabbli)
Parti tat-trasmissjoni:
Fibra b'mod wieħed, ripetitur ottiku (ripetitur riġenerattiv elettriku (amplifikazzjoni ta 'konverżjoni ottika-elettrika-ottika, dewmien ta' trażmissjoni se jkun akbar, ċirkwit ta 'deċiżjoni tal-polz se jintuża biex jifforma l-forma tal-mewġ, u ħin), Amplifikatur tal-fibra drogata bl-erbju (jikkompleta l-amplifikazzjoni fil-livell ottiku, mingħajr forma ta' mewġa)
(1) Trasmettitur ottiku: Huwa transceiver ottiku li jirrealizza konverżjoni elettrika/ottika.Tikkonsisti minn sors tad-dawl, sewwieq u modulatur.Il-funzjoni hija li timmodula l-mewġa tad-dawl mill-magna elettrika għall-mewġa tad-dawl emess mis-sors tad-dawl biex issir mewġa dimmed, u mbagħad tikkoppja s-sinjal ottiku modulat mal-fibra ottika jew il-kejbil ottiku għat-trażmissjoni.
(2) Riċevitur ottiku: huwa transceiver ottiku li jirrealizza konverżjoni ottika/elettrika.Il-mudell ta 'utilità huwa magħmul minn ċirkwit ta' skoperta tad-dawl u amplifikatur ottiku, u l-funzjoni hija li jikkonverti s-sinjal ottiku trażmess mill-fibra ottika jew il-kejbil ottiku f'sinjal elettriku mid-ditekter ottiku, u mbagħad jamplifika s-sinjal elettriku dgħajjef biex livell suffiċjenti permezz taċ-ċirkwit ta 'amplifikazzjoni biex jintbagħat lis-sinjal.It-tarf li jirċievi tal-magna elettrika jmur.
(3) Fibra/Cable: Fibra jew kejbil jikkostitwixxu l-mogħdija tat-trażmissjoni tad-dawl.Il-funzjoni hija li tittrasmetti s-sinjal dimmed mibgħut mit-tarf li jittrasmetti lid-ditekter ottiku tat-tarf li jirċievi wara trasmissjoni fuq distanza twila permezz tal-fibra ottika jew il-kejbil ottiku biex tlesti l-kompitu tat-trażmissjoni tal-informazzjoni.
(4) Ripetitur ottiku: jikkonsisti minn photodetector, sors tad-dawl, u ċirkwit ta 'riġenerazzjoni ta' deċiżjoni.Hemm żewġ funzjonijiet: waħda hija li tikkumpensa l-attenwazzjoni tas-sinjal ottiku trażmess fil-fibra ottika;l-ieħor huwa li jifforma l-polz tad-distorsjoni tal-forma tal-mewġ.
(5) Komponenti passivi bħal konnetturi tal-fibra ottika, couplers (l-ebda ħtieġa li tforni l-enerġija separatament, iżda l-apparat għadu lossy): Minħabba li t-tul tal-fibra jew tal-kejbil huwa limitat mill-proċess tat-tpinġija tal-fibra u l-kundizzjonijiet tal-kostruzzjoni tal-kejbil, u l- it-tul tal-fibra huwa wkoll Limitu (eż. 2km).Għalhekk, jista 'jkun hemm problema li pluralità ta' fibri ottiċi huma konnessi f'linja waħda ta 'fibra ottika.Għalhekk, il-konnessjoni bejn fibri ottiċi, il-konnessjoni u l-akkoppjar ta 'fibri ottiċi u transceivers ottiċi, u l-użu ta' komponenti passivi bħal konnetturi ottiċi u couplers huma indispensabbli.
Is-superjorità tal-komunikazzjoni tal-fibra ottika
Faxxa ta 'trażmissjoni, kapaċità ta' komunikazzjoni kbira
Telf baxx ta 'trasmissjoni u distanza kbira ta' relay
Interferenza qawwija kontra l-elettromanjetika
(Lil hinn mingħajr fili: is-sinjali mingħajr fili għandhom ħafna effetti, benefiċċji multipath, effetti dell, Rayleigh fading, effetti Doppler
Meta mqabbel mal-kejbil koassjali: is-sinjal ottiku huwa akbar mill-kejbil koassjali u għandu kunfidenzjalità tajba)
Il-frekwenza tal-mewġ tad-dawl hija għolja ħafna, meta mqabbla ma 'mewġ elettromanjetiku ieħor, l-interferenza hija żgħira.
Żvantaġġi tal-kejbil ottiku: proprjetajiet mekkaniċi fqar, faċli biex jinkisru, (ittejjeb il-prestazzjoni mekkanika, se jkollha impatt fuq ir-reżistenza għall-interferenza), tieħu żmien twil biex tinbena, u hija affettwata minn kundizzjonijiet ġeografiċi.