Trecerea fasciculului laser în waveguide optic de secțiune pătrată, în timp ce efectul de reflexie internă totală
Fibră optică Comunicații - transfera informații de la un loc la altul prin intermediul unor impulsuri de lumina prin fibra optică. Semnalul purtător este prezentat sub formă de radiație electromagnetică care este modulat printr-un semnal util pentru transmiterea ulterioară a informațiilor.
Caracteristica principală a conexiunii de fibră optică este reflexie internă totală a undelor electromagnetice la interfața - cu diferiți indici de refracție. O fibră optică este format din două componente principale - de bază, care ghidează direct lumina - ghidajul luminii și scoici. indicele de refracție de mai mult de o coajă a indicelui de refracție, ceea ce face fasciculul de lumină în mod repetat pereotrazhayas la limita dintre două medii core-shell se extinde în miezul nu va merge dincolo de granițele sale.
În anii 1970, dezvoltarea sistemelor de comunicație prin fibre optice a transformat radical industria telecomunicațiilor și a început să joace un rol major în conceptul de „informații de vârstă.“ Datorită avantajelor rețelelor de transmisie optică de transmisie a semnalului electric, fibrele optice au înlocuit în mare măsură rețelele de bază de comunicare de sârmă de cupru. [1]
Direcții principale [citare]
proces de semnalizare prin fibră optică cuprinde:
- Conversia semnalului electric într-un transmițător de semnal optic,
- Trecând semnalul optic prin fibra optică menținând în același timp caracteristicile sale,
- Conversia semnalului receptorului optic într-un semnal electric.
Introducere [modifică]
Istoricul [modifică]
În 1966, Charles K. Kao și George Hokham a oferit fibre optice în STC de laborator (STL), Harlow. au arătat că pierderea de 1000 dB / km în fereastra existentă (în comparație cu 5-10 dB / km în cablul coaxial) apar din cauza impurităților care potențial pot fi șterse.
Fibra optică a fost descrisă în 1970 în „lucrarea de sticlă granule“, care a raportat prepararea fibrelor cu semnal atenuare scăzută pentru utilizare în comunicații (20dB / km) și în același timp, au fost obținute mai întâi cu laser semiconductor bazat pe arsenide galiu GaAs. Acestea sunt rentabile și compact, și, prin urmare, este ideal pentru a fi utilizat ca un transmițător utilizat pentru formarea semnalelor optice pentru transmiterea prin cabluri de fibră pe distanțe lungi.
A doua generație de comunicații optice cu fibră a fost dezvoltat pentru uz comercial la începutul anilor 1980. Acest echipament este deja de lucru cu o lungime de undă de 1,3 microni, și de a folosi laserul pe baza unor sisteme complexe de InGaAsP semiconductoare cuaternare. Cu toate că acest echipament a fost inițial limitat la dispersia semnalului în fibre, în 1981, sa constatat o modalitate de a îmbunătăți în mod semnificativ performanța acestui echipament. Prin 1987, a fost creat pentru a permite echipamentului transmite informații la viteze de până la 1.7 Gb / s cu distanța dintre repetenți la 50 km.
Fibra optică a sistemului de generația a treia, folosind lungimea de undă de 1,55 microni, au pierderi de aproximativ 0,2 dB / km. Ei au realizat acest lucru în ciuda dificultăților mari asociate cu răspândirea impuls la această lungime de undă, folosind lasere convenționale bazate pe semiconductori sistem InGaAsP. Oamenii de știință au depășit această dificultate atunci când se utilizează fibre cu dispersie concepute astfel încât deplasat pentru a realiza o dispersie minimă în regiunea spectrală de 1,55 microni. limitând spectrul de transmisie al unei singure benzi. Aceste realizări sunt în cele din urmă sisteme de a treia generație a permis să opereze în comerț la rate de 2,5 Gbit / s cu distanțele între repetoare de 100 km.
Baza pentru dezvoltarea a cincea generație de comunicații cu fibre optice, este de a extinde gama de lungimi de undă care poate funcționa sistemul WDM. Medie fereastra transmitanță cuarț, cunoscut sub numele de banda C, se referă numai la lungimea de undă de 1,53-1,57 microni, o nouă fibră în bandă largă (fără m. N. Un vârf de absorbție a apei) are o fereastră de transparență extindere mai largă promițătoare de până la 1,30-1,65 mm.
Tehnologie [citare]
Emițătoare [citare]
1625-1675 nm
Această diviziune lungime de undă arată că tehnologia existentă este posibilă combinarea a doua și a treia ferestre de transparență de cuarț într-o singură fereastră. Inițial, aceste ferestre sunt transparente de cuarț nu au fost suprapusă.
Punct de vedere istoric, prima bandă de lungime de undă utilizată a fost în intervalul de la 800 nm până la 900 nm; cu toate acestea, pierderi mari în acest interval de tlko restrâns utilizarea acestora pentru comunicarea pe distanță scurtă. A doua fereastră de transparență - este în regiunea de aproximativ 1310 nm, și are o pierdere mult mai mică. Fibrele care au fost create în această dispersie interval zero. A treia fereastra de transparență - este în regiunea de 1550 nm, și este utilizat pe scară largă în prezent cel mai. Această regiune are cea mai mică pierdere de atenuare a semnalului și, prin urmare, cele mai potrivite pentru comunicarea pe distanțe lungi. Cu toate acestea, în acest domeniu, fibrele au o dispersie mică și necesită utilizarea de „compensatoarelor de dispersie“ speciale pentru a compensa pierderile cauzate de acesta.
Regenerarea [citare]
În cazurile în care link-ul ar trebui să acopere o distanță mai mare decât cea pe care este capabilă de tehnologie existentă, semnalul trebuie să fie restabilită în puncte intermediare, prin intermediul repetoare. Repetoare adăuga valoare substanțială în sistemul de comunicare astfel încât proiectanții de sisteme să încerce să reducă la minimum utilizarea acestora.
Descoperirile recente in fabricarea de tehnologie fibră optică și echipamentele utilizate pentru comunicații de comunicații, a redus semnificativ degradarea în linia de semnal. În prezent, regenerare (restaurare) a semnalului optic în liniile de comunicare necesare pentru distanțe mai mari de câteva sute de kilometri. Acest lucru a redus în mod semnificativ costurile de organizare a rețelelor optice, în special în zonele submarine, în cazul în care costul și fiabilitatea repetoare - unul dintre factorii cheie care determină performanța sistemului de cablu întreg. realizări majore, care contribuie la aceste tehnologii, este posibil să se controleze dispersia și aplicate solitonovye emițători care folosesc efecte neliniare în fibra poate transmite un semnal fără dispersie peste cabluri lungi care acoperă distanțe lungi.
mediu de transmisie de date de comparare [regula]
laborator mobil mobil utilizat în timpul instalării de cuplaje optice, atunci când îmbinarea cablurilor optice în domeniu.
Un cuplaj optic utilizat când despicare cabluri de fibră optică în domeniu.
În momentul în care selectarea mediului de transmisie a semnalului (între cablul optic sau cablul de cupru), se preferă cablurile optice.
Următoarea este o traducere automată, editare necesară!
În comunicarea de fibre optice Oblas în general, ales pentru sistemele care necesită o lățime de bandă mai mare sau care acoperă distanțe mai mari de cabluri electrice. Principalele beneficii ale fibra - pierderea în mod excepțional redus, permițând să acopere distanța lungă dintre amplificatoare sau repetoare; și cu un debit de date inerent ridicat, astfel încât mii de legături electrice ar fi necesare pentru a înlocui un singur cablu vysokopropuskaemy de fibră optică, în posibilitatea de a trece o bandă de val imens. Un alt beneficiu al fibrelor este că, chiar și atunci când rula în paralel la distanțe lungi, fibre și se izolează prin munca sa fizica nu este în măsură să interfereze cu cabluri adiacente. Fibra poate fi instalat în zone cu radiație electromagnetică ridicată. (De la liniile de serviciu care transportă linii electrice, și șinele de cale ferată). Acestea toate cablurile dielectrice în cazul unei acțiuni fulger fără a întrerupe operație.
Pentru comparație, în timp ce singurul sistem de cabluri de linie de fire de cupru în termen de mai mult de câțiva kilometri necesită repetoare de semnal active pentru performanțe satisfăcătoare; nu este neobișnuit pentru sistemele optice pentru a merge peste 100 km (60 mile), fără prelucrare activă sau pasivă. Cablurile de fibra singulari proces sunt de obicei disponibile într-o lungime de 12 km, reducând la minim numărul de conexiuni necesare pentru a alerga cablu lung. Fibra multi-mode este disponibil în lungimi de până la 4 km, cu toate că standardele industriale pnimenyayut cu 2 km lungime, care oferă o garanție de înaltă comunicare fără probleme.
La distanțe scurte și cerințe relativ scăzute, numărul de benzi de trecere, de transmisie electrică este adesea preferat din cauza:
- costul redus de material, în cazul în care sunt necesare cantități mari;
- Low cost cu transmițătoare și receptoare;
- Capacitatea de a transporta energie electrică, precum și semnale (în cabluri special concepute);
- Ușor de traductoare de operare în procesul de stabilire a liniilor;
fibra optică este mai laborioasă și costisitoare atunci când compuși. În mai multe condiții optice mari consumatoare de energie ale fibrelor optice sunt sensibile la siguranța de fibre, care este un pic prea mare și că probabilitatea unui deficit de fibre, care se poate rupe în jos de metri pe secundă câteva. mișcare de instalare detectare cerc conform fuziona fibrele în circuitul emițător poate perturba și minimiza daunele.
Din cauza acestor beneficii de transmisie electrică, comunicații optice nu este comună în scurt box-to-box, backplane, sau aplicații de cip-la-chip; Cu toate acestea, sistemul optic în compararea opțiunilor este demonstrată cu succes în laborator.
În anumite situații, fibra poate fi folosit chiar și pentru o distanță scurtă sau aplicații de lățime de bandă reduse din cauza altor caracteristici importante:
- Imunitatea la interferențele electromagnetice, inclusiv impulsuri electromagnetice nucleare (deși fibre pot fi deteriorate de alfa și beta radiație).
- rezistență electrică ridicată, făcându-l închis pentru a utiliza în apropierea echipamentelor de înaltă tensiune sau între domenii cu diferite potențiale de pământ.
- Lumina greutate, cum ar fi într-un avion.
- Nu gaz inflamabil sau exploziv în cazuri de mediu.
- Nu este expus radiației electromagnetice și când detectarea nu se alimentează și detectare semnale într-un mediu având o siguranță mare consumatoare de timp.
- dimensiuni mult mai mici de cablu în cazul în care o zonă limitată de stabilire Vsluchae rețea de conectare clădiri existente, în cazul în care canalele mai mici pot fi forate și pot fi utilizate în tăvi de cabluri existente și conducte.
Cablu de fibră optică pot fi instalate în clădirile cu același echipament folosit pentru a instala cabluri de cupru și coaxiale, cu unele modificări din cauza dimensiunii mici și de tensiune limitată și raza de îndoire a cablului optic. Cablurile optice pot fi instalate în mod obișnuit în sistemele de țevi la intervale de 6000 de metri sau mai mult, în funcție de condițiile de conducte și sistemul de instalare. Cablurile mai lungi pot fi înfășurate la un punct intermediar și trageți pe sistem ca de conducte adecvate.