Optik tolasining asosiy bilimlari

Optik tolali ixtiro inqilobni aloqa sohasidagi inqilobni boshqargan. Agar yuqori darajadagi yuqori tezlikda ishlaydigan yuqori tezlikdagi kanallar bilan optik tola bo'lmasa, Internet faqat nazariy bosqichda qolishi mumkin. Agar XX asr elektr energiyasi davri bo'lganida, 21-asr yorug'lik davridir. Yorug'lik qanday qilib aloqaga erishadi? Keling, yuqorida muharrir bilan birga optik aloqaning asosiy bilimlarini o'rganaylik.

1 qism. Engil tarqaladigan asosiy bilimlar

Yorug'lik to'lqinlarini tushunish
Engil to'lqinlar aslida elektromagnit to'lqinlar va bo'sh joyda to'lqin uzunligi va chastotasi teskari to'lqin va chastotali mutanosibdir. Ikkala mahsulotning mahsuloti yorug'lik tezligiga teng, ya'ni:

Elektromagnit spektrni shakllantirish uchun elektromagnit to'lqinlarning to'lqin uzunliklari yoki chastotasini tashkil qiling. According to the different wavelengths or frequencies, electromagnetic waves can be divided into radiation region, ultraviolet region, visible light region, infrared region, microwave region, radio wave region, and long wave region. Aloqa uchun ishlatiladigan guruhlar asosan infrimed mintaqa, mikroto'lqinli mintaqa va radio to'lqinlari hisoblanadi. Quyidagi rasm sizga aloqa guruhlari bo'linishi va bir necha daqiqada tegishli targ'ibot vositalarining bo'linishini tushunishga yordam beradi.

Ushbu maqolaning qahriyotchisi, "optik tolali aloqa", infraqizil-diapazonda engil to'lqinlardan foydalanadi. Bu nuqta haqida gap ketganda, odamlar nima uchun infraqizil guruhda bo'lishlari kerak, deb hayron bo'lishlari mumkinmi? Ushbu masala optik tolali materiallarning optik uzatish yo'qolishi, ya'ni kremniy oynasi. Keyinchalik, optik tolalarni qanday uzatishni tushunishimiz kerak.

Sindirish, aks ettirish va yorug'likning umumiy ko'rinishi

Bir modda bir moddadan boshqasiga, sinish va aks ettirish ikki modda o'rtasidagi interfeysda uchraydi va voqea chiroqining burchagi bilan ko'payadi. Shaklda ko'rsatilganidek ① → ②. Ushbu voqea ma'lum bir burchakka tushganda yoki undan oshganda, Sinov boshlangan yorug'lik yo'qoladi va barcha voqealarning barchasi quyidagi shaklda ko'rsatilganidek, yorug'likning umumiy aks ettiriladi.

Turli xil materiallar turli xil refraktiv indekslarga ega, shuning uchun yorug'lik tarqalishi tezligi turli xil vositalarda farq qiladi. Seffiyaviy indeks n, n = c / v tomonidan taqdim etiladi, bu erda C va V ning tezligi o'rtadagi targ'ibot tezligi. Yuqori repyole indeksli vosita, optik jihatdan zich muhit deb ataladi, shunda pastki sinish indeksi optik siyrak irqirse muhiti deb ataladi. Umumiy aks ettirishning ikki shartlari:
1
2
Optik signal oqimining oldini olish va uzatishning yo'qolishini kamaytirish uchun optik tolalarda optik uzatish umumiy ataylab sharoitlar mavjud.

2-qism. Optik targ'ibot OAV (optiko optikasi)

Optik tolali tuzilma

Umumiy aks ettirishning asosiy bilimlari bilan optik tolalarning dizayn tarkibini tushunish oson. Optik tolali yalang'och tola uch qatlamga bo'linadi: birinchi qavat - bu shisha markazida joylashgan va shisha deb nomlangan yadro. Yadro diametri odatda 9-10 mikron (bitta rejim), 50 yoki 62,5 mikron (ko'p rejim). Fiber yadroida yuqori refraktiv indeks mavjud va yorug'lik uzatishda ishlatiladi. Ikkinchi qavatli yalang'ochlar: tolali yadro atrofida, shuningdek, kremniy oynasidan iborat (umumiy 125 mikron diametri). Qoplamaning sinishi indeksi past, umumiy aks ettirilgan holatni tolali yadro bilan birga shakllantiradi. Uchinchi qoplama qatlami: tashqi qatlam temir qatlam qoplamaidir. Himoya qatlami materiallari yuqori kuchga ega va katta ta'sirga ega va optik tolani suv bug'idan eroziya va mexanik aşınmadan himoya qiladi.

Optik uzatish yo'qotish

Optik uzatishni yo'qotish - bu optik tolali aloqa sifatiga ta'sir qiluvchi juda muhim omil. Optik signallarni uzaytirishga olib keladigan asosiy omillar, uzatish paytida, uzluksiz yo'qotishlar, masalan, egrish, siqishni va dokal yo'qotish kabi omillar tufayli kelib chiqadigan boshqa yo'qotishlar.

Yorug'likning to'lqin uzunligi boshqacha, optik tolalarda uzatilishi ham boshqacha. Yo'qotishni minimallashtirish va yuqtirish ta'sirini ta'minlash uchun olimlar eng mos yozuvni topish uchun sodiqdir. Yo'l uzunligi 1260nm ~ 1360nm diapazoni tarqalishi natijasida pasayish va eng kam yutilishning eng pasti. Dastlabki kunlarda bu to'lqin uzunlik oralig'i optik aloqa guruhi sifatida qabul qilindi. Keyinchalik, uzoq vaqt davomida qidiruv va amaliyotdan so'ng mutaxassislar asta-sekin pastki yo'qotish to'lqin uzunligi (1260 s / 1625nm) ni asta-sekin umumlashtirdilar, bu optik tolalarda. Shunday qilib, optik tolali aloqada ishlatiladigan engil to'lqinlar odatda infraqizil diapazonda.

Optik tolali tasnif

Multimod optik tolasi: bir nechta rejimni uzatadi, ammo "Inter" modal dispersiyasi raqamli signallarni uzatish chastotasini cheklaydi va uzatish cheklovi ortib borayotgan cheklovlar kuchayadi. Shuning uchun, tolali optik uzatish masofasi nisbatan qisqa, odatda bir necha kilometr.
Bitta rejim tolasi: juda oz tolali diametrli, nazariy jihatdan faqat bitta rejimida, uni uzoq aloqaga moslashtirish mumkin.

3 qism. Optik aloqa tizimining ishlash printsipi

Optik tolali aloqa tizimi

Uyali telefonlar va kompyuterlar kabi aloqa mahsulotlari, masalan, uyali telefonlar va kompyuterlar, ma'lumotlarni elektr signallari shaklida uzatadi. Optik aloqalarni amalga oshirishda birinchi qadam elektr signallarini optik signallarga aylantirish, shuningdek, optik signallarni axborot uzatish maqsadiga erishish uchun elektr signallariga o'tkazing. Asosiy optik aloqa tizimi optik uzatgich, optik qabul qilgich va yorug'lik uzatish uchun optik qabul qilgich va optik tolali ohangdan iborat. Uzoq masofali signallarni uzatish sifatini ta'minlash va elektr uzatish o'tkazish qobiliyati, optik takrorlamalar va multipleksiyalar qo'llaniladi.

Quyida tolaning tolali aloqa tizimidagi har bir komponentning ishlash printsipi bilan qisqacha kirish.

Optik uzatuvchi:Elektr signallarini asosan signal modulli va yorug'lik manbalaridan tashkil topgan optik signallarga aylantiradi.

Signal multiplekcer:Yashirincha to'lqin uzunliklarini uzatish uchun bir xil optik tolaga turli xil optik tashuvchi signallar.

Optik takrorlovchi:Uzatish jarayonida sigirning to'lqin shakli va intensivligi yomonlashadi, shuning uchun to'lqin shaklini dastlabki signalning toza to'lqin shaklida tiklash va yorug'lik intensivligini oshirish kerak.

Desultiplexer signallari:Multipeded signalini asl individual signallariga ajratish.

Optik qabul qilgich:Olingan optik signalni asosan fotodetektor va dimoldan iborat elektr signaliga o'zgartiradi.

4-qism. Optik aloqaning afzalliklari va dasturlari

Optik aloqaning afzalliklari:

1. Uzoq masofa, iqtisodiy va energiya tejash
Agar elektr aloqa ishlatilsa, 10 Gbit / sekundiga (10 milliard 0 yoki 1 signalni) uzatish, signal har bir yuz metrni qayta joylashtirish va tuzatish kerak. Shu bilan taqqoslaganda, optik aloqani qo'llash 100 kilometrdan ortiq masofaga erishishi mumkin. Signal tuzatilgan, narxning pasayishi. Boshqa tomondan, optik tolali materiallar mo'l-ko'l zaxiraga ega va mis simiga qaraganda ancha past narxga ega. Shu sababli, optik aloqa iqtisodiy va energiya tejaydigan ta'sirga ega.

2. Tez ma'lumot uzatilishi va oliy aloqa sifati

Masalan, chet elda do'stlar bilan suhbatlashayotganda yoki Internetda suhbatlashganda, ovoz oldingidek emas. Telekommunikatsiya davrida xalqaro aloqa asosan sun'iy yo'ldoshlarga o'xshaydi, bu translyatsiya qilinadigan yo'llar va sekin signal kelishi natijasida paydo bo'ladi. Va optik aloqa, suv o'tkazuvchanligi bilan masofani qisqartiradi, uzatish masofasini qisqartiradi, axborot uzatish tezroq hosil qiladi. Shuning uchun, optik aloqadan foydalanish chet elda yumshoq aloqaga erishishi mumkin.

3. Shubhasiz shovqinga qarshi kuchli va yaxshi maxfiylik

Elektr aloqa vositalari elektromagnit aralashuv tufayli xatolarni boshdan kechirishi mumkin, aloqa sifati pasayishiga olib keladi. Biroq, optik shovqin ta'sir qilmaydi, uni xavfsizroq va ishonchli qiladi. Va umumiy fikrlash tamoyili tufayli signal uzatish uchun optik tola bilan to'liq cheklangan, shuning uchun maxfiylik yaxshi.

4. Katta uzatish hajmi
Odatda, elektr aloqasi faqat 10Gb / yoki bitta soniyada 10 yoki 1 signalni uzatishi mumkin, ular ma'lumotlarning optik aloqasi 1tb / yoki 1 signalni) o'tkazishi mumkin.

Optik aloqani qo'llash

Optik aloqa uchun juda ko'p afzalliklar mavjud va u rivojlanishidan beri bizning hayotimizning har bir burchagiga qo'shildi. Internetdan foydalanadigan mobil telefonlar, kompyuterlar va IP telefonlari kabi qurilmalar hammaga, butun mamlakat va hatto global aloqa tarmog'iga. Masalan, kompyuterlar va mobil telefonlar tomonidan chiqariladigan signallar mahalliy aloqa operatorlari bazaviy stantsiyalar va tarmoq provayder uskunalarida yig'iladi va keyin suv osti kemuk simlarida optik tolali kabellar orqali dunyoning turli burchaklariga uzatiladi.

Video qo'ng'iroqlar, onlayn xarid qilish, video o'yinlar va sahna ortida yordam berishga tayanish, har kuni tomosha qilish, har kuni tadbirlarni amalga oshirish. Optik tarmoqlarning paydo bo'lishi bizning hayotimizni yanada qulay va qulay qildi.