ఆప్టికల్ ఫైబర్ కమ్యూనికేషన్ యొక్క ప్రాథమిక భావన.
ఆప్టికల్ ఫైబర్ అనేది విద్యుద్వాహక ఆప్టికల్ వేవ్‌గైడ్, ఇది వేవ్‌గైడ్ నిర్మాణం, ఇది కాంతిని అడ్డుకుంటుంది మరియు అక్షసంబంధ దిశలో కాంతిని ప్రచారం చేస్తుంది.
క్వార్ట్జ్ గ్లాస్, సింథటిక్ రెసిన్ మొదలైన వాటితో తయారు చేయబడిన చాలా చక్కటి ఫైబర్.
సింగిల్ మోడ్ ఫైబర్: కోర్ 8-10um, క్లాడింగ్ 125um
మల్టీమోడ్ ఫైబర్: కోర్ 51um, క్లాడింగ్ 125um
ఆప్టికల్ ఫైబర్స్ ఉపయోగించి ఆప్టికల్ సిగ్నల్స్ ప్రసారం చేసే కమ్యూనికేషన్ పద్ధతిని ఆప్టికల్ ఫైబర్ కమ్యూనికేషన్ అంటారు.
కాంతి తరంగాలు విద్యుదయస్కాంత తరంగాల వర్గానికి చెందినవి.
కనిపించే కాంతి యొక్క తరంగదైర్ఘ్యం పరిధి 390-760 nm, 760 nm కంటే పెద్ద భాగం పరారుణ కాంతి మరియు 390 nm కంటే చిన్న భాగం అతినీలలోహిత కాంతి.
లైట్ వేవ్ వర్కింగ్ విండో (మూడు కమ్యూనికేషన్ విండోలు):
ఫైబర్-ఆప్టిక్ కమ్యూనికేషన్‌లో ఉపయోగించే తరంగదైర్ఘ్యం పరిధి సమీప-ఇన్‌ఫ్రారెడ్ ప్రాంతంలో ఉంటుంది
తక్కువ-తరంగదైర్ఘ్యం ప్రాంతం (కనిపించే కాంతి, ఇది కంటితో నారింజ కాంతి) 850nm నారింజ కాంతి
దీర్ఘ తరంగదైర్ఘ్యం ప్రాంతం (అదృశ్య కాంతి ప్రాంతం) 1310 nm (సైద్ధాంతిక కనీస వ్యాప్తి స్థానం), 1550 nm (సిద్ధాంత కనిష్ట అటెన్యుయేషన్ పాయింట్)
ఫైబర్ నిర్మాణం మరియు వర్గీకరణ
1.ఫైబర్ యొక్క నిర్మాణం
ఆదర్శ ఫైబర్ నిర్మాణం: కోర్, క్లాడింగ్, పూత, జాకెట్.
కోర్ మరియు క్లాడింగ్ క్వార్ట్జ్ మెటీరియల్‌తో తయారు చేయబడ్డాయి మరియు యాంత్రిక లక్షణాలు సాపేక్షంగా పెళుసుగా ఉంటాయి మరియు విచ్ఛిన్నం చేయడం సులభం.అందువల్ల, పూత పొర యొక్క రెండు పొరలు, ఒక రెసిన్ రకం మరియు నైలాన్ రకం యొక్క ఒక పొర సాధారణంగా జోడించబడతాయి, తద్వారా ఫైబర్ యొక్క సౌకర్యవంతమైన పనితీరు ప్రాజెక్ట్ యొక్క ఆచరణాత్మక అప్లికేషన్ అవసరాలకు చేరుకుంటుంది.
2.ఆప్టికల్ ఫైబర్స్ వర్గీకరణ
(1) ఫైబర్ యొక్క క్రాస్ సెక్షన్ యొక్క వక్రీభవన సూచిక పంపిణీ ప్రకారం ఫైబర్ విభజించబడింది: ఇది స్టెప్ టైప్ ఫైబర్ (యూనిఫాం ఫైబర్) మరియు గ్రేడెడ్ ఫైబర్ (నాన్-యూనిఫాం ఫైబర్)గా విభజించబడింది.
కోర్ n1 యొక్క వక్రీభవన సూచికను కలిగి ఉందని మరియు క్లాడింగ్ వక్రీభవన సూచిక n2 అని భావించండి.
చాలా దూరాలకు కాంతిని ప్రసారం చేయడానికి కోర్ని ఎనేబుల్ చేయడానికి, ఆప్టికల్ ఫైబర్‌ను నిర్మించడానికి అవసరమైన షరతు n1>n2
ఏకరీతి ఫైబర్ యొక్క వక్రీభవన సూచిక పంపిణీ స్థిరంగా ఉంటుంది
ఏకరీతి కాని ఫైబర్ యొక్క వక్రీభవన సూచిక పంపిణీ చట్టం:
వాటిలో, △ - సాపేక్ష వక్రీభవన సూచిక వ్యత్యాసం
Α-వక్రీభవన సూచిక, α=∞-దశ-రకం వక్రీభవన సూచిక పంపిణీ ఫైబర్, α=2-స్క్వేర్-లా రిఫ్రాక్టివ్ ఇండెక్స్ డిస్ట్రిబ్యూషన్ ఫైబర్ (గ్రేడెడ్ ఫైబర్).ఈ ఫైబర్ ఇతర గ్రేడెడ్ ఫైబర్‌లతో పోల్చబడింది. మోడ్ డిస్పర్షన్ కనిష్ట అనుకూలమైనది.
(1) కోర్‌లో ప్రసారం చేయబడిన మోడ్‌ల సంఖ్య ప్రకారం: మల్టీమోడ్ ఫైబర్ మరియు సింగిల్ మోడ్ ఫైబర్‌గా విభజించబడింది
ఇక్కడ నమూనా ఆప్టికల్ ఫైబర్‌లో ప్రసారం చేయబడిన కాంతి యొక్క విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రం పంపిణీని సూచిస్తుంది.వేర్వేరు ఫీల్డ్ డిస్ట్రిబ్యూషన్‌లు వేరే మోడ్.
సింగిల్ మోడ్ (ఫైబర్‌లో ఒక మోడ్ మాత్రమే ప్రసారం చేయబడుతుంది), మల్టీమోడ్ (ఫైబర్‌లో బహుళ మోడ్‌లు ఏకకాలంలో ప్రసారం చేయబడతాయి)
ప్రస్తుతం, ప్రసార రేటుపై పెరుగుతున్న అవసరాలు మరియు ప్రసారాల సంఖ్య పెరుగుతున్న కారణంగా, మెట్రోపాలిటన్ ఏరియా నెట్‌వర్క్ అధిక వేగం మరియు పెద్ద సామర్థ్యం దిశలో అభివృద్ధి చెందుతోంది, కాబట్టి వాటిలో ఎక్కువ భాగం సింగిల్ మోడ్ స్టెప్డ్ ఫైబర్‌లు.(మల్టీమోడ్ ఫైబర్ కంటే స్వయంగా ప్రసార లక్షణాలు మెరుగ్గా ఉంటాయి)
(2) ఆప్టికల్ ఫైబర్ యొక్క లక్షణాలు:
① ఆప్టికల్ ఫైబర్ యొక్క నష్ట లక్షణాలు: ఆప్టికల్ ఫైబర్‌లో కాంతి తరంగాలు ప్రసారం చేయబడతాయి మరియు ప్రసార దూరం పెరిగేకొద్దీ ఆప్టికల్ శక్తి క్రమంగా తగ్గుతుంది.
ఫైబర్ నష్టానికి కారణాలు: కలపడం నష్టం, శోషణ నష్టం, వికీర్ణ నష్టం మరియు వంగడం రేడియేషన్ నష్టం.
కప్లింగ్ నష్టం అనేది ఫైబర్ మరియు పరికరం మధ్య కలపడం వల్ల కలిగే నష్టం.
ఫైబర్ పదార్థాలు మరియు మలినాలతో కాంతి శక్తిని గ్రహించడం వల్ల శోషణ నష్టాలు సంభవిస్తాయి.
స్కాటరింగ్ నష్టం రేలీ స్కాటరింగ్ (వక్రీభవన సూచిక నాన్-యూనిఫార్మిటీ) మరియు వేవ్‌గైడ్ స్కాటరింగ్ (మెటీరియల్ అసమానత)గా విభజించబడింది.
బెండింగ్ రేడియేషన్ నష్టం అనేది ఫైబర్ యొక్క వంగడం వల్ల కలిగే నష్టం, ఇది ఫైబర్ యొక్క వంగడం వల్ల రేడియేషన్ మోడ్‌కు దారితీస్తుంది.
②ఆప్టికల్ ఫైబర్ యొక్క విక్షేపణ లక్షణాలు: ఆప్టికల్ ఫైబర్ ద్వారా ప్రసారం చేయబడిన సిగ్నల్‌లోని వివిధ ఫ్రీక్వెన్సీ భాగాలు వేర్వేరు ప్రసార వేగాలను కలిగి ఉంటాయి మరియు టెర్మినల్‌కు చేరుకున్నప్పుడు సిగ్నల్ పల్స్ విస్తరించడం వల్ల ఏర్పడే వక్రీకరణ యొక్క భౌతిక దృగ్విషయాన్ని డిస్పర్షన్ అంటారు.
వ్యాప్తిని మోడల్ డిస్పర్షన్, మెటీరియల్ డిస్పర్షన్ మరియు వేవ్‌గైడ్ డిస్పర్షన్‌గా విభజించారు.
ఆప్టికల్ ఫైబర్ కమ్యూనికేషన్ సిస్టమ్స్ యొక్క ప్రాథమిక భాగాలు
భాగాన్ని పంపండి:
ఎలక్ట్రిక్ ట్రాన్స్‌మిటర్ (ఎలక్ట్రికల్ టెర్మినల్) ద్వారా పల్స్ మాడ్యులేషన్ సిగ్నల్ అవుట్‌పుట్ ఆప్టికల్ ట్రాన్స్‌మిటర్‌కి పంపబడుతుంది (ప్రోగ్రామ్-నియంత్రిత స్విచ్ ద్వారా పంపబడిన సిగ్నల్ ప్రాసెస్ చేయబడుతుంది, వేవ్‌ఫార్మ్ ఆకారంలో ఉంటుంది, నమూనా యొక్క విలోమం మార్చబడుతుంది... తగిన విద్యుత్ సిగ్నల్‌గా మారుతుంది. మరియు ఆప్టికల్ ట్రాన్స్‌మిటర్‌కి పంపబడింది)
ఆప్టికల్ ట్రాన్స్‌మిటర్ యొక్క ప్రధాన పాత్ర ఎలక్ట్రికల్ సిగ్నల్‌ను ఫైబర్‌తో కలిపి ఆప్టికల్ సిగ్నల్‌గా మార్చడం.
స్వీకరించే భాగం:
ఆప్టికల్ ఫైబర్స్ ద్వారా ప్రసారం చేయబడిన ఆప్టికల్ సిగ్నల్‌లను ఎలక్ట్రికల్ సిగ్నల్‌లుగా మార్చడం
ఎలక్ట్రికల్ సిగ్నల్ యొక్క ప్రాసెసింగ్ అసలు పల్స్ మాడ్యులేటెడ్ సిగ్నల్‌కి పునరుద్ధరించబడుతుంది మరియు ఎలక్ట్రికల్ టెర్మినల్‌కు పంపబడుతుంది (ఆప్టికల్ రిసీవర్ ద్వారా పంపబడిన ఎలక్ట్రికల్ సిగ్నల్ ప్రాసెస్ చేయబడుతుంది, వేవ్‌ఫార్మ్ ఆకారంలో ఉంటుంది, నమూనా యొక్క విలోమం విలోమం చేయబడింది... తగిన విద్యుత్ సిగ్నల్ ప్రోగ్రామబుల్ స్విచ్‌కి తిరిగి పంపబడింది)
ప్రసార భాగం:
సింగిల్-మోడ్ ఫైబర్, ఆప్టికల్ రిపీటర్ (ఎలక్ట్రికల్ రీజెనరేటివ్ రిపీటర్ (ఆప్టికల్-ఎలక్ట్రిక్-ఆప్టికల్ కన్వర్షన్ యాంప్లిఫికేషన్, ట్రాన్స్మిషన్ ఆలస్యం పెద్దదిగా ఉంటుంది, వేవ్‌ఫార్మ్‌ను రూపొందించడానికి పల్స్ డెసిషన్ సర్క్యూట్ ఉపయోగించబడుతుంది మరియు టైమింగ్), ఎర్బియం-డోప్డ్ ఫైబర్ యాంప్లిఫైయర్ (యాంప్లిఫికేషన్‌ను పూర్తి చేస్తుంది ఆప్టికల్ స్థాయిలో, వేవ్‌ఫార్మ్ షేపింగ్ లేకుండా)
(1) ఆప్టికల్ ట్రాన్స్‌మిటర్: ఇది ఎలక్ట్రిక్/ఆప్టికల్ మార్పిడిని గ్రహించే ఆప్టికల్ ట్రాన్స్‌సీవర్.ఇది కాంతి మూలం, డ్రైవర్ మరియు మాడ్యులేటర్‌ను కలిగి ఉంటుంది.ఎలక్ట్రిక్ మెషీన్ నుండి కాంతి తరంగాన్ని కాంతి మూలం ద్వారా విడుదలయ్యే కాంతి తరంగానికి మసకబారిన తరంగాగా మార్చడం, ఆపై మాడ్యులేట్ చేయబడిన ఆప్టికల్ సిగ్నల్‌ను ఆప్టికల్ ఫైబర్‌కు లేదా ప్రసారం కోసం ఆప్టికల్ కేబుల్‌కు జత చేయడం.
(2) ఆప్టికల్ రిసీవర్: ఆప్టికల్/ఎలక్ట్రికల్ మార్పిడిని గ్రహించే ఆప్టికల్ ట్రాన్స్‌సీవర్.యుటిలిటీ మోడల్ లైట్ డిటెక్టింగ్ సర్క్యూట్ మరియు ఆప్టికల్ యాంప్లిఫైయర్‌తో కూడి ఉంటుంది మరియు ఆప్టికల్ ఫైబర్ లేదా ఆప్టికల్ కేబుల్ ద్వారా ప్రసారం చేయబడిన ఆప్టికల్ సిగ్నల్‌ను ఆప్టికల్ డిటెక్టర్ ద్వారా ఎలక్ట్రికల్ సిగ్నల్‌గా మార్చడం, ఆపై బలహీనమైన ఎలక్ట్రికల్ సిగ్నల్‌ను విస్తరించడం. సిగ్నల్‌కు పంపబడే యాంప్లిఫైయింగ్ సర్క్యూట్ ద్వారా తగినంత స్థాయి.ఎలక్ట్రిక్ యంత్రం యొక్క స్వీకరించే ముగింపు వెళుతుంది.
(3) ఫైబర్/కేబుల్: ఫైబర్ లేదా కేబుల్ కాంతి ప్రసార మార్గాన్ని ఏర్పరుస్తుంది.సమాచారాన్ని ప్రసారం చేసే పనిని పూర్తి చేయడానికి ఆప్టికల్ ఫైబర్ లేదా ఆప్టికల్ కేబుల్ ద్వారా సుదూర ప్రసారం తర్వాత స్వీకరించే ముగింపు యొక్క ఆప్టికల్ డిటెక్టర్‌కు ట్రాన్స్‌మిటింగ్ ఎండ్ ద్వారా పంపబడిన మసకబారిన సిగ్నల్‌ను ప్రసారం చేయడం ఫంక్షన్.
(4) ఆప్టికల్ రిపీటర్: ఫోటోడెటెక్టర్, లైట్ సోర్స్ మరియు డెసిషన్ రీజెనరేషన్ సర్క్యూట్‌ను కలిగి ఉంటుంది.రెండు విధులు ఉన్నాయి: ఒకటి ఆప్టికల్ ఫైబర్‌లో ప్రసారం చేయబడిన ఆప్టికల్ సిగ్నల్ యొక్క అటెన్యుయేషన్‌ను భర్తీ చేయడం;మరొకటి తరంగ రూప వక్రీకరణ యొక్క పల్స్‌ను ఆకృతి చేయడం.
(5) ఫైబర్ ఆప్టిక్ కనెక్టర్లు, కప్లర్‌లు వంటి నిష్క్రియ భాగాలు (విడిగా విద్యుత్‌ను సరఫరా చేయవలసిన అవసరం లేదు, కానీ పరికరం ఇప్పటికీ నష్టపోతుంది): ఫైబర్ లేదా కేబుల్ యొక్క పొడవు ఫైబర్ డ్రాయింగ్ ప్రక్రియ మరియు కేబుల్ నిర్మాణ పరిస్థితుల ద్వారా పరిమితం చేయబడింది మరియు ఫైబర్ యొక్క పొడవు కూడా పరిమితి (ఉదా 2 కిమీ).అందువల్ల, ఆప్టికల్ ఫైబర్‌ల యొక్క బహుళత్వం ఒక ఆప్టికల్ ఫైబర్ లైన్‌లో అనుసంధానించబడిన సమస్య ఉండవచ్చు.అందువల్ల, ఆప్టికల్ ఫైబర్‌ల మధ్య కనెక్షన్, ఆప్టికల్ ఫైబర్‌లు మరియు ఆప్టికల్ ట్రాన్స్‌సీవర్‌ల కనెక్షన్ మరియు కలపడం మరియు ఆప్టికల్ కనెక్టర్లు మరియు కప్లర్‌ల వంటి నిష్క్రియ భాగాల ఉపయోగం అనివార్యం.
ఆప్టికల్ ఫైబర్ కమ్యూనికేషన్ యొక్క ఆధిక్యత
ట్రాన్స్మిషన్ బ్యాండ్విడ్త్, పెద్ద కమ్యూనికేషన్ సామర్థ్యం
తక్కువ ప్రసార నష్టం మరియు పెద్ద రిలే దూరం
బలమైన వ్యతిరేక విద్యుదయస్కాంత జోక్యం
(వైర్‌లెస్‌కి మించి: వైర్‌లెస్ సిగ్నల్‌లు చాలా ఎఫెక్ట్‌లు, మల్టీపాత్ ప్రయోజనాలు, షాడో ఎఫెక్ట్‌లు, రేలీ ఫేడింగ్, డాప్లర్ ఎఫెక్ట్‌లను కలిగి ఉంటాయి
ఏకాక్షక కేబుల్‌తో పోలిస్తే: ఆప్టికల్ సిగ్నల్ ఏకాక్షక కేబుల్ కంటే పెద్దది మరియు మంచి గోప్యతను కలిగి ఉంటుంది)
కాంతి తరంగం యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ చాలా ఎక్కువగా ఉంటుంది, ఇతర విద్యుదయస్కాంత తరంగాలతో పోలిస్తే, జోక్యం చిన్నది.
ఆప్టికల్ కేబుల్ యొక్క ప్రతికూలతలు: పేలవమైన యాంత్రిక లక్షణాలు, విచ్ఛిన్నం చేయడం సులభం, (యాంత్రిక పనితీరును మెరుగుపరచడం, జోక్యం నిరోధకతపై ప్రభావం చూపుతుంది), ఇది నిర్మించడానికి చాలా సమయం పడుతుంది మరియు భౌగోళిక పరిస్థితుల ద్వారా ప్రభావితమవుతుంది.