Koncepti bazë i komunikimit me fibra optike.
Një fibër optike është një përcjellës valësh optik dielektrik, një strukturë përcjellëse valësh që bllokon dritën dhe përhap dritën në drejtimin boshtor.
Fibër shumë e imët e bërë nga qelqi kuarci, rrëshirë sintetike, etj.
Fibër me një modalitet: bërthama 8-10um, veshja 125um
Fibër multimode: bërthamë 51um, veshja 125um
Metoda e komunikimit e transmetimit të sinjaleve optike duke përdorur fibra optike quhet komunikim me fibra optike.
Valët e dritës i përkasin kategorisë së valëve elektromagnetike.
Gama e gjatësisë së valës së dritës së dukshme është 390-760 nm, pjesa më e madhe se 760 nm është drita infra të kuqe dhe pjesa më e vogël se 390 nm është drita ultravjollcë.
Dritarja e punës me valë të lehta (tre dritare komunikimi):
Gama e gjatësisë së valës së përdorur në komunikimin me fibra optike është në rajonin afër infra të kuqe
Rajoni me gjatësi vale të shkurtër (drita e dukshme, e cila është një dritë portokalli me sy të lirë) dritë portokalli 850 nm
Rajoni me gjatësi vale të gjatë (rajoni i dritës së padukshme) 1310 nm (pika e shpërndarjes minimale teorike), 1550 nm (pika minimale teorike e dobësimit)
Struktura dhe klasifikimi i fibrave
1.Struktura e fibrës
Struktura ideale e fibrave: bërthama, veshja, veshja, xhaketa.
Bërthama dhe veshja janë bërë nga materiali kuarci, dhe vetitë mekanike janë relativisht të brishta dhe të lehta për t'u thyer.Prandaj, në përgjithësi shtohen dy shtresa të shtresës së veshjes, një lloj rrëshirë dhe një shtresë e llojit najloni, në mënyrë që performanca fleksibile e fibrës të arrijë kërkesat praktike të aplikimit të projektit.
2.Klasifikimi i fibrave optike
(1) Fibra ndahet sipas shpërndarjes së indeksit të thyerjes së seksionit kryq të fibrës: ndahet në një fibër të tipit hap (fibër uniforme) dhe një fibër të klasifikuar (fibër jo uniforme).
Supozoni se bërthama ka një indeks thyes prej n1 dhe indeksi i thyerjes së veshjes është n2.
Për të mundësuar që bërthama të transmetojë dritë në distanca të gjata, kushti i nevojshëm për ndërtimin e fibrës optike është n1>n2.
Shpërndarja e indeksit të thyerjes së një fije uniforme është një konstante
Ligji i shpërndarjes së indeksit të thyerjes së fibrës jo uniforme:
Midis tyre, △ – diferenca relative e indeksit të thyerjes
Α—indeksi i thyerjes, α=∞—fibra e shpërndarjes së indeksit thyes të tipit hap, α=2—fibra e shpërndarjes së indeksit të thyerjes me ligj (një fibër e klasifikuar).Kjo fibër krahasohet me fibrat e tjera të klasifikuara. Shpërndarja e mënyrës minimale optimale.
(1) Sipas numrit të mënyrave të transmetuara në bërthamë: e ndarë në fibër multimode dhe fibër me një modalitet
Modeli këtu i referohet shpërndarjes së një fushe elektromagnetike drite të transmetuar në një fibër optike.Shpërndarjet e ndryshme të fushës janë një mënyrë tjetër.
Modaliteti i vetëm (vetëm një modalitet transmetohet në fibër), multimodë (mënyra të shumta transmetohen njëkohësisht në fibër)
Aktualisht, për shkak të kërkesave në rritje për shpejtësinë e transmetimit dhe rritjes së numrit të transmetimeve, rrjeti i zonës metropolitane po zhvillohet në drejtim të shpejtësisë së lartë dhe kapacitetit të madh, kështu që shumica e tyre janë fibra me shkallë të vetme.(Karakteristikat e transmetimit në vetvete janë më të mira se fibra multimode)
(2) Karakteristikat e fibrës optike:
① Karakteristikat e humbjes së fibrës optike: Valët e dritës transmetohen në fibrën optike dhe fuqia optike zvogëlohet gradualisht ndërsa distanca e transmetimit rritet.
Shkaqet e humbjes së fibrave përfshijnë: humbjen e bashkimit, humbjen e përthithjes, humbjen e shpërndarjes dhe humbjen e rrezatimit të përkuljes.
Humbja e bashkimit është humbja e shkaktuar nga bashkimi midis fibrës dhe pajisjes.
Humbjet e përthithjes shkaktohen nga thithja e energjisë së dritës nga materialet dhe papastërtitë e fibrave.
Humbja e shpërndarjes ndahet në shpërhapje Rayleigh (jo uniformiteti i indeksit të thyerjes) dhe shpërhapja e valëve (pabarazia e materialit).
Humbja e rrezatimit në përkulje është humbja e shkaktuar nga përkulja e fibrës që çon në mënyrën e rrezatimit të shkaktuar nga përkulja e fibrës.
②Karakteristikat e shpërndarjes së fibrës optike: Komponentët e ndryshëm të frekuencës në sinjalin e transmetuar nga fibra optike kanë shpejtësi të ndryshme transmetimi, dhe fenomeni fizik i shtrembërimit të shkaktuar nga zgjerimi i pulsit të sinjalit kur arrin në terminal quhet dispersion.
Dispersioni ndahet në dispersion modal, shpërndarje materiale dhe shpërndarje valësh.
Komponentët bazë të sistemeve të komunikimit me fibra optike
Dërgo pjesën:
Dalja e sinjalit të modulimit të pulsit nga transmetuesi elektrik (terminali elektrik) dërgohet në transmetuesin optik (sinjali i dërguar nga çelësi i kontrolluar nga programi përpunohet, forma e valës është formuar, anasjellta e modelit ndryshohet ... në një sinjal elektrik të përshtatshëm dhe dërgohet në transmetuesin optik)
Roli kryesor i një transmetuesi optik është të shndërrojë një sinjal elektrik në një sinjal optik që lidhet në fibër.
Pjesë marrëse:
Shndërrimi i sinjaleve optike të transmetuara përmes fibrave optike në sinjale elektrike
Përpunimi i sinjalit elektrik rikthehet në sinjalin origjinal të moduluar me puls dhe dërgohet në terminalin elektrik (sinjali elektrik i dërguar nga marrësi optik përpunohet, forma e valës është formuar, anasjellta e modelit është përmbysur... sinjali elektrik i duhur është dërgohet përsëri te çelësi i programueshëm)
Pjesa e transmisionit:
Fibër me një modalitet, përsëritës optik (përsëritës rigjenerues elektrik (përforcim i konvertimit optik-elektrik-optik, vonesa e transmetimit do të jetë më e madhe, qarku i vendimit të pulsit do të përdoret për të formësuar formën e valës dhe kohën), përforcues fibër i dopuar me erbium (përfundon amplifikimin në nivelin optik, pa formë valore)
(1) Transmetues optik: Është një transmetues optik që realizon konvertimin elektrik/optik.Ai përbëhet nga një burim drite, një drejtues dhe një modulator.Funksioni është të modulojë valën e dritës nga makina elektrike në valën e dritës të emetuar nga burimi i dritës për t'u bërë një valë e zbehtë, dhe më pas të bashkojë sinjalin optik të moduluar me fibrën optike ose kabllon optike për transmetim.
(2) Marrës optik: është një marrës optik që realizon konvertimin optik/elektrik.Modeli i shërbimeve përbëhet nga një qark për zbulimin e dritës dhe një përforcues optik, dhe funksioni është të shndërrojë sinjalin optik të transmetuar nga fibra optike ose kabllo optike në një sinjal elektrik nga detektori optik, dhe më pas të amplifikojë sinjalin e dobët elektrik në një nivel i mjaftueshëm përmes qarkut amplifikues për t'u dërguar në sinjal.Fundi marrës i makinës elektrike shkon.
(3) Fibra/kabllo: Fibra ose kabllo përbën rrugën e transmetimit të dritës.Funksioni është të transmetojë sinjalin e zbehur të dërguar nga fundi transmetues në detektorin optik të skajit marrës pas transmetimit në distanca të gjata përmes fibrës optike ose kabllit optik për të përfunduar detyrën e transmetimit të informacionit.
(4) Përsëritësi optik: përbëhet nga një fotodetektor, një burim drite dhe një qark rigjenerues vendimi.Ka dy funksione: njëri është të kompensojë dobësimin e sinjalit optik të transmetuar në fibrën optike;tjetra është të formësojë pulsin e shtrembërimit të formës valore.
(5) Komponentët pasivë si lidhësit e fibrave optike, bashkuesit (nuk ka nevojë të furnizohet me energji veç e veç, por pajisja është ende me humbje): Për shkak se gjatësia e fibrës ose e kabllit është e kufizuar nga procesi i tërheqjes së fibrave dhe kushtet e ndërtimit të kabllove, dhe gjatësia e fibrës është gjithashtu Limit (p.sh. 2 km).Prandaj, mund të ketë një problem që një sërë fibrash optike janë të lidhura në një linjë të fibrës optike.Prandaj, lidhja midis fibrave optike, lidhja dhe bashkimi i fibrave optike dhe transmetuesve optikë dhe përdorimi i komponentëve pasivë si lidhësit optikë dhe çiftuesit janë të domosdoshëm.
Epërsia e komunikimit me fibra optike
Gjerësia e brezit të transmetimit, kapacitet i madh komunikimi
Humbje e ulët e transmetimit dhe distancë e madhe stafetë
Ndërhyrje e fortë anti-elektromagnetike
(Përtej celularit: sinjalet me valë kanë shumë efekte, përfitime me shumë rrugë, efekte hije, zbehje Rayleigh, efekte Doppler
Krahasuar me kabllon koaksiale: sinjali optik është më i madh se kabllo koaksial dhe ka konfidencialitet të mirë)
Frekuenca e valës së dritës është shumë e lartë, krahasuar me valët e tjera elektromagnetike, ndërhyrja është e vogël.
Disavantazhet e kabllit optik: veti të dobëta mekanike, lehtësisht për t'u thyer, (përmirëson performancën mekanike, do të ndikojë në rezistencën e ndërhyrjeve), kërkon shumë kohë për t'u ndërtuar dhe ndikohet nga kushtet gjeografike.