Optik lifin ixtirası rabitə sahəsində inqilabı idarə etdi. Yüksək potensial yüksək sürətli kanalları təmin etmək üçün optik lif yoxdursa, İnternet yalnız nəzəri mərhələdə qala bilər. 20-ci əsr elektrik enerjisi dövrü olsaydı, 21-ci əsr işıq dövrüdür. İşıq ünsiyyətə necə çatır? Aşağıdakı redaktorla birlikdə optik ünsiyyətin əsas biliklərini öyrənək.
Hissə 1. İşıq təbliği haqqında əsas biliklər
İşıq dalğalarını başa düşmək
İşıq dalğaları əslində elektromaqnit dalğalarıdır və boş yerlərdə, dalğa uzunluğu və elektromaqnit dalğalarının tezliyi tərs mütənasibdir. İkisinin məhsulu işığın sürətinə bərabərdir, yəni:
Bir elektromaqnit spektri yaratmaq üçün elektromaqnit dalğalarının dalğa uzunluqlarını və ya tezliyini təşkil edin. Fərqli dalğa uzunluğuna və ya tezliklərə görə, elektromaqnit dalğaları radiasiya bölgəsinə, ultrabənövşəyi bölgəyə, görünən yüngül bölgəyə, infraqırmızı bölgəyə, mikrodalğalı bölgə, radio dalğası bölgəsinə və uzun dalğa bölgəsinə bölmək olar. Ünsiyyət üçün istifadə olunan qruplar əsasən infraqırmızı bölgə, mikrodalğalı rayon və radio dalğalı bölgəsidir. Aşağıdakı görüntü bir neçə dəqiqədə rabitə bantları və müvafiq təbliğat mediasının bölünməsini başa düşməyinizə kömək edəcəkdir.
Bu maddənin qəhrəmanı, "Fiber optik rabitə" infraqırmızı qrupda yüngül dalğalardan istifadə edir. Bu nöqtəyə gəldikdə, insanlar niyə infraqırmızı qrupda olmalı olduğunu düşünə bilərlər? Bu məsələ optik lif materiallarının, yəni silisium şüşəsinin optik ötürmə itkisi ilə əlaqədardır. Sonra, optik liflərin necə işığını necə ötürdüyünü başa düşməliyik.
Refraksiya, əks və işığın ümumi əksidir
Bir maddənin bir maddəsindən digərinə işıq salındıqda, refraksiya və əks olunma iki maddə arasındakı interfeysdə baş verir və refraksiya bucağı hadisənin işığının bucağı ilə artır. Şəkildə göstərildiyi kimi → ②. Hadisə bucağı müəyyən bir açıya çatdıqda və ya üstələdikdə, refraksiya işığı yox olur və bütün hadisə işığı, işığın ümumi əks olunduğu kimi, işığın ümumi əks olunduğu kimi, aşağıdakı rəqəmdə göstərilir.
Fərqli materiallarda fərqli refraktiv göstəricilər var, buna görə işıq təbliğinin sürəti fərqli mediada dəyişir. Refraktiv indeks N, N = C / V tərəfindən təmsil olunur, burada c vakuum və v sürətlə mühitdə təbliğ sürətidir. Daha yüksək bir refraktiv indeks olan bir mühit optik sıx bir vasitə deyilir, aşağı refraktiv indeks olan bir mühit optik seyrək bir mühit deyilir. Baş əks olunması üçün iki şərtdir:
1. Optik olaraq seyrək mühitdən optik sıx mühitdən ötürülməsi
2. Hadisə bucağı ümumi əks olunmanın kritik bucağından böyük və ya bərabərdir
Optik siqnal sızmasının qarşısını almaq və ötürmə itkisini azaltmaq üçün optik liflərdə optik transmissiya ümumi əks şərtlərdə baş verir.
2-ci hissə. Optik təbliğat mediasına giriş (fiber optik)
Ümumi əks olunma işıq təbliğinin əsas bilikləri ilə optik liflərin dizayn strukturunu başa düşmək asandır. Optik lifin çılpaq lifi üç təbəqəyə bölünür: Birinci qat lifin mərkəzində yerləşən və şüşəsi kimi tanınan yüksək təmizlik silikon dioksiddən ibarət olan nüvədir. Əsas diametri ümumiyyətlə 9-10 mikron (tək rejimli), 50 və ya 62.5 mikron (çox rejim). Lif Core yüksək refraktiv bir indeksə malikdir və işıq ötürmək üçün istifadə olunur. İkinci qat örtük: Silisium şüşəsindən (ümumiyyətlə 125 mikronun diametri olan) lif nüvəsinin ətrafında yerləşir. Lif nüvəsi ilə birlikdə ümumi bir əks şərt meydana gətirən, örtüklərin refraktiv indeksi aşağıdır. Üçüncü örtük təbəqəsi: Xarici təbəqə möhkəmləndirilmiş bir qatran örtüyüdir. Qoruyucu təbəqə materialı yüksək gücə malikdir və optik lifi su buxarı eroziyasından və mexaniki aşınmasından qoruyan böyük təsirlərə tab gətirə bilər.
Fiber optik ötürmə itkisi, fiber optik rabitənin keyfiyyətinə təsir edən çox vacib bir amildir. Optik siqnalların azaldılmasına səbəb olan əsas amillər, transmissiya zamanı zərərin səpilməsi, səpələnmə itkisi və lif əyilmə, sıxılma və docking itkisi kimi amillərin səbəb olduğu digər itkiləri əhatə edir.
İşıq dalğası fərqlidir və optik liflərdə ötürmə itkisi də fərqlidir. Zərərini minimuma endirmək və ötürmə effektini təmin etmək üçün elm adamları ən uyğun işığı tapmağa sadiqdirlər. 1260nm ~ 1360nm dalğa uzunluğu diapazonunda işıq dispersiya və ən aşağı udma itkisi nəticəsində yaranan ən kiçik siqnal təhrifinə malikdir. İlk günlərdə bu dalğa uzunluğu diapazonu optik rabitə qrupu kimi qəbul edildi. Sonralar, uzun müddət kəşfiyyat və təcrübədən sonra mütəxəssislər tədricən optik liflərdə ötürülmə üçün ən uyğun olan aşağı zərər dalğa uzanma diapazonu (1260nm ~ 1625nm) ümumiləşdirdi. Beləliklə, fiber optik rabitədə istifadə olunan yüngül dalğalar ümumiyyətlə infraqırmızı qrupda.
Multimode optik lifi: Çox rejimi ötürür, lakin böyük modal dispersiya rəqəmsal siqnalların ötürülməsi tezliyini məhdudlaşdırır və bu məhdudiyyət artan ötürmə məsafəsi ilə daha ağır olur. Buna görə, multimode fiber optik ötürülməsinin məsafəsi nisbətən qısa, ümumiyyətlə bir neçə kilometrdir.
Tək rejimin lifi: Çox kiçik bir lif diametri ilə nəzəri cəhətdən yalnız bir rejimi uzaqdan rabitə üçün uyğunlaşdıra bilər.
| Müqayisə elementi | Multimode lifi | Tək rejimli lif |
| Fiber optik dəyəri | yüksək qiymət | aşağı qiymət |
| Transmissiya avadanlığı tələbləri | Aşağı avadanlıq tələbləri, aşağı avadanlıq xərcləri | Yüksək avadanlıq tələbləri, yüksək işıq mənbəyi tələbləri |
| Böhran | yüksək | alçaq |
| Transmissiya dalğa uzunluğu: 850nm-1300nm | 1260nm-1640nm | |
| İstifadəsi rahatdır | Daha böyük nüvəli diametri, idarə etmək asandır | İstifadəsi üçün daha mürəkkəb əlaqə |
| Transmissiya məsafəsi | yerli şəbəkə | |
| (2 km-dən az) | Giriş Şəbəkəsi | orta məsafəli şəbəkə üçün orta |
| (200 km-dən çox) | ||
| Bant genişliyi | Məhdud bant genişliyi | Demək olar ki, limitsiz bant genişliyi |
| Rəy | Fiber optik daha bahalıdır, lakin şəbəkə aktivləşməsinin nisbi dəyəri daha aşağıdır | Daha yüksək performans, lakin bir şəbəkənin qurulmasının daha yüksək dəyəri |
Hissə 3. Fiber optik rabitə sisteminin iş prinsipi
Cib telefonları və kompüterlər kimi ümumiyyətlə istifadə olunan rabitə məhsulları elektrik siqnalları şəklində məlumat ötürür. Optik ünsiyyət qurarkən, ilk addım elektrik siqnallarını optik siqnallara çevirmək, fiber optik kabellər vasitəsilə ötürmək və sonra informasiya ötürülməsi məqsədinə çatmaq üçün optik siqnalları elektrik siqnallarına çevirməkdir. Əsas optik rabitə sistemi bir optik ötürücü, optik bir qəbuledici və işıq ötürülməsi üçün bir fiber optik dövrə ibarətdir. Uzun məsafəli siqnal ötürülməsinin keyfiyyətini təmin etmək və ötürmə bant genişliyini yaxşılaşdırmaq üçün optik təkrarlayıcılar və multiplekserlər ümumiyyətlə istifadə olunur.
Aşağıda fiber optik rabitə sistemindəki hər bir komponentin iş prinsipinə qısa bir giriş.
Optik ötürücü:Elektrik siqnallarını əsasən siqnal modulatorları və yüngül mənbələrdən ibarət olan optik siqnallara çevirir.
Siqnal multixer:Cütlər, transmissiya gücünün təsirini artırmaq, ötürmə qabiliyyətinə çatmaq üçün eyni optik optik daşıyıcıların siqnalları.
Optik təkrarlayıcı:Transmissiya zamanı, siqnalın dalğa forması və intensivliyi pisləşəcək, buna görə dalğa formasını orijinal siqnalın səliqəli dalğa formasına qaytarmaq və işıq intensivliyini artırmaq lazımdır.
Siqnal Demultiplexer:Orijinal fərdi siqnallarına multipleksiyalı siqnal parçalayın.
Optik qəbuledici:Alınan optik siqnalını əsasən bir fotodetektor və demodulyatordan ibarət olan elektrik siqnalına çevirir.
Hissə 4. Üstünlük və optik rabitə tətbiqləri
1. Uzun relay məsafəsi, iqtisadi və enerji qənaət
Elektrik rabitəsi istifadə olunarsa, 10 Gb / / saniyədə 10 milyard 0 və ya 1 siqnal) ötürülməsini fərz etmək, siqnalı bir neçə yüz metrdən birdəfəlik düzəldilməli və tənzimlənməlidir. Bununla müqayisədə, optik ünsiyyətdən istifadə 100 kilometrdən çox rele məsafəsinə nail ola bilər. Siqnalın daha az olduğu təqdirdə, dəyəri aşağı salınır. Digər tərəfdən, optik lifin materialı, bol ehtiyatları olan və mis teldən daha aşağı qiymətə malik silikon dioksiddir. Buna görə optik rabitə iqtisadi və enerji qənaət effekti var.
2. Sürətli məlumat ötürülməsi və yüksək rabitə keyfiyyəti
Məsələn, indi xaricdə dostlarla söhbət edərkən və ya onlayn söhbət edərkən səs əvvəlki kimi geriləmə kimi deyil. Telekommunikasiya dövründə beynəlxalq rabitə, əsasən, daha uzun ötürmə yolları və daha yavaş siqnal gəlişi ilə nəticələnən rölcəklər kimi süni peyklərə əsaslanır. Və optik ünsiyyət, sualtı kabellərin köməyi ilə, ötürmə məsafəsini qısaldır, məlumat ötürülməsini daha sürətli edir. Buna görə, optik ünsiyyətdən istifadə edərək xarici ilə daha hamar bir ünsiyyət əldə edə bilər.
3. Güclü müdaxilə əleyhinə və yaxşı məxfilik
Elektrik rabitəsi, rabitə keyfiyyətinin azalmasına səbəb olan elektromaqnit müdaxilə səbəbiylə səhvləri yaşaya bilər. Bununla birlikdə, optik rabitə elektrik səs-küyü təsirlənmir, onu daha etibarlı və etibarlı hala gətirir. Və ümumi əks olunma prinsipi ilə əlaqədar siqnal, ötürmə üçün optik liflə tamamilə məhdudlaşdırılır, buna görə məxfilik yaxşıdır.
4. Böyük ötürmə qabiliyyəti
Ümumiyyətlə, elektrik rabitəsi yalnız 10Gbps (saniyədə 10 milyard 0 və ya 1 siqnal) ötürə bilər, optik rabitə isə 1TBPS (1 trilyon 0 və ya 1 siqnal) məlumat ötürə bilər.
Optik ünsiyyət üçün bir çox üstünlük var və inkişafından bəri həyatımızın hər küncünə birləşdirilmişdir. İnternetdən istifadə edən cib telefonları, kompüterlər və IP telefonları kimi qurğular hamını bölgəsinə, bütün ölkələrə və hətta qlobal rabitə şəbəkəsinə qoşur. Məsələn, kompüterlər və mobil telefonlar tərəfindən yayılan siqnallar yerli rabitə operatoru baza stansiyalarında və şəbəkə təminatçısı avadanlıqlarında toplanır və sualtı kabellərdə fiber optik kabellər vasitəsilə dünyanın müxtəlif yerlərinə ötürülür.
Video zənglər, onlayn alış-veriş, video oyunlar və binge kimi gündəlik fəaliyyətlərin reallaşdırılması, bütün dəstəyinə və səhnələrin arxasında köməkinə güvənir. Optik şəbəkələrin yaranması həyatımızı daha rahat və rahat etdi.
Time vaxt: 31-2025
