Konesans debaz nan fib optik

Te envansyon nan fib optik kondwi revolisyon an nan jaden an nan kominikasyon. Si pa gen okenn fib optik bay gwo kapasite gwo vitès chanèl, entènèt la ka sèlman rete nan sèn nan teyorik. Si 20yèm syèk la te epòk elektrisite a, lè sa a 21yèm syèk la se epòk limyè a. Ki jan limyè reyalize kominikasyon? Se pou nou aprann konesans debaz la nan kominikasyon optik ansanm ak editè ki anba a.

Pati 1. Konesans debaz sou pwopagasyon limyè

Konprann vag limyè
Vag limyè yo aktyèlman onn elektwomayetik, ak nan espas gratis, longèdonn lan ak frekans nan onn elektwomayetik yo envès pwopòsyonèl. Pwodwi a nan de a egal a vitès la nan limyè, ki se:

Fè aranjman pou longèdonn yo oswa frekans nan onn elektwomayetik yo nan lòd yo fòme yon spectre elektwomayetik. Dapre diferan longèdonn oswa frekans yo, onn elektwomayetik ka divize an rejyon radyasyon, rejyon iltravyolèt, rejyon limyè vizib, rejyon enfrawouj, rejyon mikwo ond, rejyon onn radyo, ak rejyon vag long. Gwoup Mizik yo itilize pou kominikasyon yo se sitou rejyon an enfrawouj, rejyon mikwo ond, ak rejyon onn radyo. Imaj sa a ap ede ou konprann divizyon Gwoup Mizik kominikasyon yo ak medya pwopagasyon ki koresponn lan nan kèk minit.

Protagonist nan atik sa a, "Fib Kominikasyon Optik," sèvi ak vag limyè nan gwoup la enfrawouj. Lè li rive nan pwen sa a, moun ki ka mande poukisa li dwe nan gwoup la enfrawouj? Pwoblèm sa a ki gen rapò ak pèt la transmisyon optik nan materyèl fib optik, sètadi silica vè. Next, nou bezwen konprann ki jan fib optik transmèt limyè.

Refraksyon, refleksyon, ak refleksyon total de limyè

Lè yo emèt limyè soti nan yon sibstans ki sou nan yon lòt, refraksyon ak refleksyon rive nan koòdone ki genyen ant de sibstans ki sou yo, ak ang lan nan refraksyon ogmante ak ang lan nan limyè a ensidan. Jan yo montre nan figi ① → ②. Lè ang ensidan an rive oswa depase yon ang sèten, limyè a refrakte disparèt ak tout limyè a ensidan reflete tounen, ki se refleksyon an total nan limyè, jan yo montre nan ② → ③ nan figi ki anba la a.

Diferan materyèl gen diferan endis refraktif, se konsa vitès la nan pwopagasyon limyè varye nan medya diferan. Se endèks la refraktif reprezante pa N, N = C/V, kote C se vitès la nan vakyòm ak V se vitès la pwopagasyon nan medyòm lan. Yon medyòm ki gen yon endèks ki pi wo refraktif yo rele yon medyòm optik dans, pandan y ap yon mwayen ki gen yon endèks pi ba refraktif yo rele yon medyòm optik rar. De kondisyon yo pou refleksyon total rive yo se:
1. Transmisyon soti nan medyòm optik dans nan medyòm optik rar
2. Ang ensidan an pi gran pase oswa egal a ang kritik refleksyon total la
Yo nan lòd pou fè pou evite flit siyal optik ak diminye pèt transmisyon, transmisyon optik nan fib optik rive nan kondisyon refleksyon total.

Pati 2. Entwodiksyon nan medya pwopagasyon optik (fib optik)

Fib estrikti optik

Avèk konesans debaz la nan pwopagasyon total refleksyon limyè, li fasil a konprann estrikti nan konsepsyon nan fib optik. Se fib la fè nan fib optik divize an twa kouch: kouch nan premye se nwayo a, ki sitiye nan sant la nan fib la epi li se konpoze de wo-pite gaz Silisyòm, ke yo rele tou vè. Dyamèt debaz la se jeneralman 9-10 mikron (sèl-mòd), 50 oswa 62.5 mikron (milti-mòd). Nwayo a fib gen yon endèks segondè refraktif epi li se itilize transmèt limyè. Dezyèm CLADDING kouch: ki sitiye alantou nwayo a fib, tou ki konpoze de vè silica (ki gen yon dyamèt jeneral 125 mikron). Endèks la refraktif nan CLADDING a ki ba, fòme yon kondisyon refleksyon total ansanm ak nwayo a fib. Twazyèm kouch kouch la: kouch eksteryè a se yon kouch résine ranfòse. Materyèl la kouch pwoteksyon gen gwo fòs epi yo ka kenbe tèt ak gwo enpak, pwoteje fib optik la soti nan ewozyon vapè dlo ak fwotman mekanik.

Pèt transmisyon optik

Pèt transmisyon fib optik se yon faktè trè enpòtan ki afekte bon jan kalite a nan kominikasyon fib optik. Faktè prensipal yo sa ki lakòz diminisyon nan siyal optik gen ladan pèt absòpsyon nan materyèl, pèt simaye pandan transmisyon, ak lòt pèt ki te koze pa faktè tankou fib koube, konpresyon, ak pèt ancrage.

Longèdonn limyè a diferan, epi pèt transmisyon nan fib optik tou diferan. Yo nan lòd pou misyon pou minimize pèt la ak asire efè a transmisyon, syantis yo te angaje nan jwenn limyè ki pi apwopriye. Limyè a nan seri a longèdonn nan 1260Nm ~ 1360Nm gen pi piti deformation siyal la ki te koze pa dispèsyon ak pèt la absòpsyon ki pi ba. Nan jou yo byen bonè, sa a te ranje longèdonn adopte kòm gwoup la kominikasyon optik. Pita, apre yon peryòd tan nan eksplorasyon ak pratik, ekspè piti piti rezime yon seri ki ba pèt longèdonn (1260Nm ~ 1625Nm), ki se pi apwopriye pou transmisyon nan fib optik. Se konsa, vag yo limyè yo itilize nan fib kominikasyon optik yo jeneralman nan gwoup la enfrawouj.

Fib klasifikasyon optik

Multimod fib optik: transmèt mòd miltip, men gwo entèrminabl la modal limite frekans nan transmèt siyal dijital, ak limit sa a vin pi grav ak ogmante distans transmisyon. Se poutèt sa, distans la nan multimod fib transmisyon optik se relativman kout, anjeneral, sèlman yon kèk kilomèt.
Fib sèl mòd: Avèk yon dyamèt fib piti anpil, teyorikman sèlman yon sèl mòd ka transmèt, fè li apwopriye pou kominikasyon aleka.

Pati 3. Prensip k ap travay nan sistèm kominikasyon fib optik

Sistèm kominikasyon fib optik

Pwodwi yo kominikasyon souvan itilize, tankou telefòn mobil ak òdinatè, transmèt enfòmasyon nan fòm lan nan siyal elektrik. Lè y ap fè kominikasyon optik, premye etap la se konvèti siyal elektrik nan siyal optik, transmèt yo nan fib optik câbles, ak Lè sa a, konvèti siyal yo optik nan siyal elektrik yo reyalize bi pou yo transmisyon enfòmasyon. Sistèm debaz kominikasyon optik la konsiste de yon transmetè optik, yon reseptè optik, ak yon kous fib optik pou transmèt limyè. Yo nan lòd yo asire bon jan kalite a nan long-distans transmisyon siyal ak amelyore transmisyon Pleasant, repeteur optik ak multiplexeur yo jeneralman yo itilize.

Anba la a se yon entwodiksyon tou kout sou prensip la ap travay nan chak eleman nan sistèm nan kominikasyon fib optik.

Transmetè optik:Konvèti siyal elektrik nan siyal optik, sitou ki konpoze de modulateur siyal ak sous limyè.

Siyal multiplexeur:Koup miltip siyal konpayi asirans optik nan longèdonn diferan nan menm fib optik la pou transmisyon, reyisi efè a nan kapasite transmisyon double.

Repeater optik:Pandan transmisyon, ond lan ak entansite nan siyal la pral deteryore, kidonk li nesesè retabli ond lan nan ond yo siyal orijinal la a pwòp epi ogmante entansite a limyè.

Siyal demultiplexer:Dekonpoze siyal la multiplexed nan siyal orijinal li yo endividyèl.

Reseptè optik:Konvèti siyal la te resevwa optik nan yon siyal elektrik, sitou ki konpoze de yon photodetector ak yon demodulator.

Pati 1. Avantaj ak aplikasyon pou kominikasyon optik

Avantaj nan kominikasyon optik:

1. Long distans relè, ékonomi ak ekonomize enèji
Sipoze transmisyon 10 Gbps (10 milya dola 0 oswa 1 siyal pou chak dezyèm) nan enfòmasyon, si yo itilize kominikasyon elektrik, siyal la bezwen retransmèt ak ajiste chak kèk santèn mèt. Konpare ak sa a, lè l sèvi avèk kominikasyon optik ka reyalize yon distans relè nan plis pase 100 kilomèt. Se mwens fwa siyal la ajiste, pi ba a pri a. Nan lòt men an, materyèl la nan fib optik se gaz Silisyòm, ki gen rezèv abondan ak anpil pi ba pri pase fil kwiv. Se poutèt sa, kominikasyon optik gen yon efè ekonomik ak ekonomize enèji.

2. Transmisyon enfòmasyon vit ak bon jan kalite kominikasyon segondè

Pou egzanp, kounye a lè ap pale ak zanmi aletranje oswa diskite sou entènèt, son an se pa tankou jis tankou anvan. Nan epòk la nan telekominikasyon, kominikasyon entènasyonal sitou depann sou satelit atifisyèl kòm rle pou transmisyon, ki kapab lakòz yon pi long chemen transmisyon ak pi dousman rive siyal. Ak kominikasyon optik, avèk èd nan câbles soumaren, diminye distans la transmisyon, fè transmisyon enfòmasyon pi vit. Se poutèt sa, lè l sèvi avèk kominikasyon optik ka reyalize douser kominikasyon ak lòt bò dlo.

3. Bonjan kapasite anti-entèferans ak bon konfidansyalite

Kominikasyon elektrik ka fè eksperyans erè akòz entèferans elektwomayetik, ki mennen ale nan yon diminisyon nan bon jan kalite kominikasyon. Sepandan, kominikasyon optik pa afekte pa bri elektrik, fè li pi an sekirite ak plis serye. Ak akòz prensip la nan refleksyon total, se siyal la konplètman nan prizon nan fib optik pou transmisyon, se konsa konfidansyalite a se yon bon bagay.

4. Gwo kapasite transmisyon
Anjeneral, kominikasyon elektrik ka sèlman transmèt 10Gbps (10 milya dola 0 oswa 1 siyal pou chak dezyèm) nan enfòmasyon, pandan y ap kominikasyon optik ka transmèt 1Tbps (1 billions 0 oswa 1 siyal) nan enfòmasyon.

Aplikasyon nan kominikasyon optik

Gen anpil avantaj nan kominikasyon optik, epi li te entegre nan tout kwen nan lavi nou depi devlopman li yo. Aparèy tankou telefòn mobil, òdinatè, ak telefòn IP ki itilize entènèt la konekte tout moun nan rejyon yo, tout peyi a, e menm nan rezo a kominikasyon mondyal la. Pou egzanp, siyal ki emèt pa òdinatè ak telefòn mobil ranmase nan estasyon baz operatè kominikasyon lokal yo ak ekipman founisè rezo a, epi yo Lè sa a, transmèt nan divès pati nan mond lan nan câbles fib optik nan câbles soumaren.

Realizasyon an nan aktivite chak jou tankou apèl videyo, fè makèt sou entènèt, jwèt videyo, ak repa egzajere ap gade tout konte sou sipò li yo ak asistans dèyè sèn nan. Aparisyon nan rezo optik te fè lavi nou pi konfòtab ak pratik.