Консепсияи асосии алоқаи нахи оптикӣ.
Нахи оптикӣ як мавҷи оптикии диэлектрикӣ, сохтори мавҷдиҳандаест, ки рӯшноиро маҳкам мекунад ва нурро дар самти меҳвар паҳн мекунад.
Нахи хеле махин аз шишаи кварц, катрони синтетики ва гайра.
Нахи режими ягона: аслӣ 8-10um, пӯшиш 125um
Нахи бисёрҷониба: аслӣ 51um, пӯшиш 125um
Усули алоқаи интиқоли сигналҳои оптикӣ бо истифода аз нахи оптикӣ алоқаи нахи оптикӣ номида мешавад.
Мавҷҳои рӯшноӣ ба категорияи мавҷҳои электромагнитӣ мансубанд.
Диапазони дарозии мавҷи нури намоён 390-760 нм, қисми калонтар аз 760 нм нури инфрасурх ва қисми камтар аз 390 нм нури ултрабунафш мебошад.
Равзанаи кории мавҷи нур (се равзанаи алоқа):
Диапазони дарозии мавҷ, ки дар алоқаи нахи оптикӣ истифода мешавад, дар минтақаи наздики инфрасурх аст
Минтақаи мавҷи кӯтоҳ (нури намоён, ки бо чашми бараҳна нури афлесун аст) нури норанҷӣ 850 нм
Минтақаи дарозии мавҷ (минтақаи нури ноаён) 1310 нм (нуқтаи ҳадди ақали дисперси назариявӣ), 1550 нм (нуқтаи ҳадди ақали назариявии сустшавӣ)
Сохтор ва таснифоти нах
1.Сохтори нах
Сохтори нахи идеалӣ: аслӣ, рӯйпӯш, пӯшиш, курта.
Асос ва рӯйпӯш аз маводи кварц сохта шудаанд ва хосиятҳои механикӣ нисбатан нозук ва шикастан осон мебошанд.Аз ин рӯ, ду қабати қабати пӯшиш, як намуди қатрон ва як қабати навъи нейлон ба таври умум илова карда мешаванд, то иҷрои чандири нах ба талаботи татбиқи амалии лоиҳа расад.
2.Таснифи нахҳои оптикӣ
(1) Нах аз рӯи тақсимоти шохиси шикастани қисмати нахи нах тақсим карда мешавад: он ба нахи навъи қадам (нахи якхела) ва нахи дараҷавӣ (нахи якхела) тақсим карда мешавад.
Фарз мекунем, ки ядро шохиси шикастани n1 дорад ва шохиси шикастани пӯшиш n2 аст.
Барои он ки ядро ба масофаҳои дур нур интиқол диҳад, шарти зарурии сохтани нахи оптикӣ n1>n2 аст.
Тақсимоти шохиси шикастани нахи якхела доимист
Қонуни тақсимоти шохиси шикастани нахи якхела:
Дар байни онҳо, △ – фарқияти нишондиҳандаи рефраксияи нисбӣ
Α — шохиси шикастан, α=∞—нахи тақсими шохиси шикастани навъи қадам, α=2—нахи тақсимоти шохиси шикастани квадратӣ (нахи дараҷабандӣ).Ин нах бо дигар нахҳои дараҷаишуда муқоиса карда мешавад. Дисперсияи ҳадди ақали режими оптималӣ.
(1) Аз рӯи шумораи усулҳои интиқолшуда дар ядро: ба нахи бисёрмоҳавӣ ва нахи ягона тақсим карда мешавад
Намунаи ин ҷо ба тақсимоти майдони электромагнитии нуре, ки дар нахи оптикӣ интиқол дода мешавад, ишора мекунад.Тақсимоти гуногуни майдонҳо як ҳолати дигар мебошанд.
Реҷаи ягона (танҳо як режим дар нах интиқол дода мешавад), мултимодия (якчанд режим дар як вақт дар нах интиқол дода мешавад)
Дар айни замон, бинобар афзоиши талабот ба суръати интиқол ва афзоиши шумораи интиқолҳо, шабакаи метрополитенӣ дар самти суръати баланд ва иқтидори калон инкишоф меёбад, аз ин рӯ, аксарияти онҳо нахҳои якқадам мебошанд.(Хусусиятҳои интиқоли худ аз нахи мултимодувӣ беҳтар аст)
(2) Хусусиятҳои нахи оптикӣ:
①Хусусиятҳои талафоти нахи оптикӣ: Мавҷҳои рӯшноӣ дар нахи оптикӣ интиқол дода мешаванд ва қувваи оптикӣ бо зиёд шудани масофаи интиқол тадриҷан коҳиш меёбад.
Сабабҳои аз даст додани нах иборатанд аз: талафи пайвастшавӣ, аз даст додани ҷаббида, талафоти пароканда ва талафоти радиатсионӣ.
Талафоти пайвастшавӣ ин талафотест, ки дар натиҷаи пайвастшавӣ байни нах ва дастгоҳ ба вуҷуд омадааст.
Талафоти азхудкунӣ дар натиҷаи азхудкунии энергияи рӯшноӣ аз маводи нахӣ ва ифлосиҳо ба амал меояд.
Талафоти пароканда ба парокандашавии Рэйли (яксон набудани нишондиҳандаи рефрактивӣ) ва парокандашавии мавҷҳо (нобаробарии моддӣ) тақсим мешавад.
Талафоти радиатсионии хамшавӣ ин талафотест, ки дар натиҷаи хамшавии нах ба ҳолати радиатсионӣ оварда мерасонад, ки дар натиҷаи хамшавии нах ба вуҷуд омадааст.
②Хусусиятҳои дисперсионии нахи оптикӣ: Қисмҳои гуногуни басомад дар сигнале, ки тавассути нахи оптикӣ интиқол дода мешавад, суръати интиқоли гуногун доранд ва падидаи физикии таҳриф, ки дар натиҷаи васеъшавии импульси сигнал ҳангоми расидан ба терминал ба вуҷуд омадааст, дисперсия номида мешавад.
Дисперсия ба дисперсияи модалӣ, дисперсияи моддӣ ва дисперсияи мавҷҳо тақсим мешавад.
Ҷузъҳои асосии системаҳои алоқаи нахи оптикӣ
Ирсоли қисм:
Баромади сигнали модуляцияи импулс аз ҷониби интиқолдиҳандаи барқ (терминали барқӣ) ба интиқолдиҳандаи оптикӣ фиристода мешавад (сигнале, ки аз ҷониби калиди барнома идорашаванда ирсол карда мешавад, коркард карда мешавад, шакли мавҷ шакл дода мешавад, баръакси намуна… ба сигнали мувофиқи барқ тағир дода мешавад) ва ба интиқолдиҳандаи оптикӣ фиристода мешавад)
Нақши асосии интиқолдиҳандаи оптикӣ табдил додани сигнали электрикӣ ба сигнали оптикӣ мебошад, ки ба нах пайваст карда шудааст.
Қисмати қабул:
Табдил додани сигналҳои оптикии тавассути нахҳои оптикӣ ба сигналҳои барқӣ
Коркарди сигнали барқӣ ба сигнали аслии модуляцияи импулс барқарор карда мешавад ва ба терминали барқӣ фиристода мешавад (сигнали барқии аз ҷониби қабулкунандаи оптикӣ фиристодашуда коркард карда мешавад, шакли мавҷ шакл дода мешавад, баръакси намуна инверт карда мешавад… сигнали электрикии мувофиқ ба гузариши барномарезишаванда баргардонида мешавад)
Қисми интиқол:
Нахи якмоҳа, ретранслятори оптикӣ (ретранслятори барқароркунандаи барқӣ (таъхири табдили оптикӣ-электрикӣ-оптикӣ, таъхири интиқол калонтар хоҳад шуд, схемаи тасмими набз барои шакл додани шакли мавҷ ва вақт истифода мешавад), пурқувваткунандаи нахи эрбиумӣ (ба анҷом мерасонад) дар сатҳи оптикӣ, бе шакли мавҷ)
(1) Интиқоли оптикӣ: Ин интиқолдиҳандаи оптикӣ мебошад, ки табдили барқ / оптикиро амалӣ мекунад.Он аз манбаи нур, драйвер ва модулятор иборат аст.Функсия ин аст, ки мавҷи рӯшноиро аз мошини барқӣ ба мавҷи нуре, ки манбаи рӯшноӣ мебарорад, ба мавҷи хира табдил ёбад ва сипас сигнали оптикии модуляцияшавандаро ба нахи оптикӣ ё кабели оптикӣ барои интиқол пайваст кунад.
(2) Қабулкунаки оптикӣ: интиқолдиҳандаи оптикӣ аст, ки табдили оптикӣ/барқиро амалӣ мекунад.Модели муфид аз схемаи муайянкунандаи рӯшноӣ ва пурқувваткунандаи оптикӣ иборат аст ва вазифа ин аст, ки сигнали оптикии тавассути нахи оптикӣ ё кабели оптикӣ интиқол додашударо ба сигнали барқии детектори оптикӣ табдил диҳад ва сипас сигнали заъфи барқро ба сатҳи кофӣ тавассути схемаи пурқувваткунанда барои фиристодан ба сигнал.Нути кабулкунандаи мошини электрики меравад.
(3) Нахи / Кабел: Нахи ё кабел роҳи интиқоли нурро ташкил медиҳад.Функсия ин аст, ки сигнали хирашудае, ки охири интиқол ба детектори оптикии охири қабул пас аз интиқоли масофаи дур тавассути нахи оптикӣ ё кабели оптикӣ фиристода мешавад, барои анҷом додани вазифаи интиқоли иттилоот.
(4) Репланатори оптикӣ: аз фотодетектор, манбаи рӯшноӣ ва схемаи барқарорсозии қарор иборат аст.Ду вазифа вуҷуд дорад: яке ҷуброн кардани сустшавии сигнали оптикии дар нахи оптикӣ интиқолшаванда;дигараш шакли набзи тахрифи шакли мавч аст.
(5) Ҷузъҳои ғайрифаъол, аз қабили пайвасткунакҳои нахи оптикӣ, пайвасткунакҳо (ҳоҷат ба таъмини қувваи барқ алоҳида нест, аммо дастгоҳ ҳоло ҳам гумшуда аст): Азбаски дарозии нах ё кабел бо раванди кашидани нах ва шароити сохтмони кабел маҳдуд аст ва дарозии нах низ Маҳдуд аст (масалан, 2км).Аз ин рӯ, шояд мушкилоте вуҷуд дошта бошад, ки шумораи зиёди нахҳои оптикӣ дар як хати нахи оптикӣ пайваст мешаванд.Аз ин рӯ, пайвастшавӣ байни нахҳои оптикӣ, пайвастшавӣ ва пайваст кардани нахҳои оптикӣ ва интиқолдиҳандаҳои оптикӣ ва истифодаи ҷузъҳои ғайрифаъол ба монанди пайвасткунакҳои оптикӣ ва пайвасткунакҳо ҳатмӣ мебошанд.
Бартарии алоқаи нахи оптикӣ
Маҷрои интиқол, қобилияти бузурги алоқа
Талафоти пасти интиқол ва масофаи калони реле
Дахолати қавии зидди электромагнитӣ
(Ғайр аз бесим: сигналҳои бесим эффектҳои зиёд доранд, бартариҳои бисёрҷониба, эффектҳои соя, пажмурдашавии Rayleigh, эффектҳои Доплер
Дар муқоиса бо кабели коаксиалӣ: сигнали оптикӣ аз кабели коаксиалӣ калонтар аст ва махфияти хуб дорад)
Басомади мавҷи рӯшноӣ хеле баланд аст, дар муқоиса бо дигар мавҷҳои электромагнитӣ, интерференсия хурд аст.
Камбудиҳои кабели оптикӣ: хосиятҳои механикии суст, шикастан осон, (корҳои механикиро беҳтар мекунад, ба муқовимати интерференсияҳо таъсир мерасонад), сохтани он вақти зиёдро талаб мекунад ва ба шароити ҷуғрофӣ таъсир мерасонад.