Optik iletişim. Fiber Optik Ağ Mühendisliğine Giriş
Ayrıca oku
Fiber optik iletişim
Fiber optik iletişim- bir bilgi sinyali taşıyıcısı olarak optik (yakın kızılötesi) aralığın elektromanyetik radyasyonunu ve kılavuz sistemler olarak fiber optik kabloları kullanan bir tür kablolu telekomünikasyon. Yüksek taşıyıcı frekansı nedeniyle ve geniş fırsatlarçoğullamada, fiber optik hatların bant genişliği diğer tüm iletişim sistemlerinin bant genişliğinden çok daha fazladır ve terabit/saniye cinsinden ölçülebilir. Bir fiber optikteki ışığın düşük zayıflaması, amplifikatörler kullanılmadan önemli mesafelerde fiber optik iletişimin kullanılmasını mümkün kılar. Fiber optik iletişim, elektromanyetik parazit içermez ve yetkisiz kullanım için erişimi zordur - bir optik kablo üzerinden iletilen bir sinyalin fark edilmeden kesilmesi teknik olarak son derece zordur.
Fiziksel temel
Elyafa dayalı optik iletişim farklı kırılma indislerine sahip dielektrikler arasındaki arayüzde elektromanyetik dalgaların toplam iç yansıması olgusu yatmaktadır. Bir optik fiber, doğrudan ışık kılavuzu olan bir çekirdek ve bir kılıf olmak üzere iki öğeden oluşur. Çekirdeğin kırılma indisi, kabuğun kırılma indisinden biraz daha yüksektir, bu nedenle çekirdek-kabuk arayüzünde birden fazla yansıma yaşayan ışık huzmesi, çekirdekte ayrılmadan yayılır.
Başvuru
Fiber optik iletişim giderek daha fazla hale geliyor geniş uygulama tüm alanlarda - bilgisayarlardan ve yerleşik uzaydan, uçak ve gemi sistemlerinden, uzun mesafeler boyunca bilgi iletme sistemlerine, örneğin fiber optik iletişim hattı Batı Avrupa - Japonya şu anda başarıyla kullanılıyor ve çoğu buradan geçiyor Rusya toprakları. Ayrıca kıtalar arasındaki denizaltı fiber optik iletişim hatlarının toplam uzunluğu da artıyor.
Ayrıca bakınız
- Optik iletişim hatları aracılığıyla iletilen bilgi sızıntısı kanalları
notlar
Wikimedia Vakfı. 2010
- Fiber optik iletişim hatları
- fiber optik kablo
Diğer sözlüklerde "Fiber optik iletişim" in ne olduğunu görün:
FİBER OPTİK HABERLEŞME- Bir bilgi sinyali taşıyıcısı olarak optik (yakın kızılötesi) aralığın elektromanyetik radyasyonunu ve kılavuz sistemler olarak fiber optik kabloları kullanan bir tür kablolu telekomünikasyon İş terimleri sözlüğü. ... ... İş terimleri sözlüğü
fiber optik iletişim- - [L.G. Sumenko. İngilizce Rusça Bilgi Teknolojileri Sözlüğü. M.: GP TsNIIS, 2003.] Konular Bilişim teknolojisi genel olarak EN fiber optik bağlantıFOKopik fiber iletişim …
dünya çapında fiber optik iletişim- - [L.G. Sumenko. İngilizce Rusça Bilgi Teknolojileri Sözlüğü. M.: GP TsNIIS, 2003.] Genel olarak bilgi teknolojisi konuları EN dünya çapında fiber optik bağlantıFLAG … Teknik Tercümanın El Kitabı
OPTİK HABERLEŞME- ışık yardımıyla bilgi iletimi. En basit (bilgi vermeyen) O. s türleri. con ile kullanılır. 18. yüzyıl (örneğin, semafor alfabesi). Lazerlerin ortaya çıkmasıyla birlikte optiğe geçiş mümkün hale geldi. elde etme, işleme yöntemleri ve ilkeleri ... ... Fiziksel Ansiklopedi
Fiber optik iletim hattı- (FOCL), Fiber optik iletişim hattı (FOCL), optik (genellikle yakın kızılötesi) aralıkta bilgi iletmek için tasarlanmış, pasif ve aktif elemanlardan oluşan bir fiber optik sistemdir. İçindekiler 1 ... Vikipedi
Fiber optik hatlar, optik aralıktaki bilgileri iletmek için tasarlanmış hatlar olarak adlandırılır. Sovyet Enformasyon Bürosu'na göre, 1980'lerin sonunda fiber optik hat kullanımındaki artış oranı %40'tı. Birliğin uzmanları, bazı ülkelerin bakır çekirdeği tamamen reddettiğini varsaydı. Kongre, 12'nci beş yıllık plan için iletişim hatlarının hacminin %25 artırılmasına karar verdi. Yine fiber optik geliştirmek için tasarlanan on üçüncüsü, ilki SSCB'nin çöküşünü yakaladı. hücresel operatörler. Bu arada, uzmanların nitelikli personel ihtiyacındaki artışa ilişkin tahmini başarısız oldu ...
çalışma prensibi
Yüksek frekanslı sinyallerin popülaritesindeki patlamanın nedenleri nelerdir? Modern ders kitapları, sinyal yenileme ihtiyacının azaltılmasından, maliyetten, kanal kapasitesinin arttırılmasından bahseder. Sovyet mühendisleri farklı bir şekilde tartışarak öğrendiler: bakır kablo, zırh, ekran dünyanın bakır üretiminin% 50'sini,% 25'ini kurşun alıyor. Yeterli değil bilinen gerçek Nikola Tesla'nın sponsorlarının Vordencliff kule projesinden (adı, araziyi bağışlayan hayırseverin adıyla verildi) vazgeçmesinin ana nedeni oldu. Tanınmış bir Sırp bilim adamı, kablosuz olarak bilgi ve enerji iletmek istedi ve birçok yerel bakır izabe tesisi sahibini korkuttu. 80 yıl sonra tablo dramatik bir şekilde değişti: insanlar demir dışı metalleri koruma ihtiyacının farkına vardılar.
Elyaf... camdan yapılmıştır. Makul miktarda özellik değiştiren polimerlerle tatlandırılmış sıradan bir silikat. Popülerliklerinin belirtilen nedenlerine ek olarak Sovyet ders kitapları yeni teknoloji arandı:
- Rejenerasyon ihtiyacında azalmaya neden olan sinyallerin düşük zayıflaması.
- Kıvılcım yok, dolayısıyla yangın güvenliği, sıfır patlama tehlikesi.
- imkansızlık kısa devre, azaltılmış bakım ihtiyacı.
- Duyarsızlık elektromanyetik girişim.
- Düşük ağırlık, nispeten küçük boyutlar.
Başlangıçta, fiber optik hatların büyük otoyolları birbirine bağlaması gerekiyordu: şehirler, banliyöler, otomatik telefon santralleri arasında. Sovyet uzmanları, kablo devrimini katı hal elektroniğinin ortaya çıkışına benzer olarak adlandırdılar. Teknolojinin gelişimi, kaçak akımlardan ve karışmadan arınmış ağlar inşa etmeyi mümkün kıldı. Yüz kilometrelik bir bölüm, aktif sinyal yenileme yöntemlerinden yoksundur. Tek modlu bir kablonun yuvası genellikle 12 km, çok modlu - 4 km'dir. Son mil genellikle bakırla kaplıdır. Sağlayıcılar, son siteleri bireysel kullanıcılara tahsis etmeye alışkındır. Yüksek hızlar, ucuz alıcı-vericiler, cihaza aynı anda güç sağlama yeteneği, doğrusal modların kullanım kolaylığı yoktur.
Verici
Tipik huzme oluşturucular, katı hal lazerleri dahil olmak üzere yarı iletken LED'lerdir. Yayılan sinyalin spektrumunun genişliği tipik p-n bağlantısı, 30-60 nm'dir. İlk katı hal cihazlarının verimliliği zar zor %1'e ulaştı. Bağlı LED'lerin temeli genellikle indiyum-galyum-arsenik-fosforun yapısıdır. Daha fazla yayılan düşük frekanslı(1,3 µm), cihazlar önemli spektrum dağılımı sağlar. Ortaya çıkan dağılım, bit hızını (10-100 Mbps) ciddi şekilde sınırlar. Bu nedenle, LED'ler yerel binalar için uygundur. ağ kaynakları(mesafe 2-3 km).
Çoklamalı frekans bölümü, çok frekanslı diyotlar tarafından gerçekleştirilir. Günümüzde kusurlu yarı iletken yapılar, spektral özellikleri önemli ölçüde iyileştiren dikey yayan lazerlerle aktif olarak değiştirilmektedir. artan hız. Tek sipariş fiyatı. Uyarılmış emisyon teknolojisi çok daha yüksek güçler (yüzlerce mW) getirir. Tutarlı radyasyon, tek modlu hatların %50'lik bir verimliliğini sağlar. Kromatik dağılımın etkisi azaltılarak daha yüksek bit hızlarına izin verilir.
Kısa şarj rekombinasyon süresi, radyasyonun besleme akımının yüksek frekansları ile modüle edilmesini kolaylaştırır. Dikey olanlara ek olarak şunları kullanırlar:
- Geri bildirim lazerleri.
- Fabry-Perot rezonatörleri.
Uzun mesafeli iletişim hatlarında yüksek bit hızları, harici modülatörler kullanılarak elde edilir: elektro-absorpsiyon, Mach-Zehnder interferometreler. Harici sistemler chirp güç kaynağı ihtiyacını ortadan kaldırır. Ayrık sinyalin kesim spektrumu daha da iletilir. Ek olarak, diğer taşıyıcı kodlama teknikleri geliştirilmiştir:
- Dördün faz kaydırmalı anahtarlama.
- Ortogonal frekans bölmeli çoğullama.
- Genlik dördün modülasyonu.
Prosedür dijital tarafından gerçekleştirilir sinyal işlemcileri. Eski yöntemler yalnızca doğrusal bileşeni telafi ediyordu. Berenger, modülatörü Wien serisi, DAC ve kesik, zamandan bağımsız Volterra serisinde modellenen amplifikatör açısından ifade etti. Khana, ek olarak bir polinom verici modeli kullanmayı önerir. Her seferinde serinin katsayıları dolaylı bir öğrenme mimarisi kullanılarak bulunur. Dutel birçok ortak değişken kaydetti. Faz çapraz korelasyonu ve dördün alanları, senkronizasyon sistemlerinin kusurluluğunu taklit eder. Doğrusal olmayan etkiler benzer şekilde telafi edilir.
Alıcılar
Fotodetektör, ters ışıktan elektriğe dönüşüm gerçekleştirir. Katı hal alıcılarının aslan payı indiyum-galyum-arsenik yapısını kullanır. Bazen pin-fotodiyotlar, çığ vardır. Metal-yarı iletken-metal yapılar, rejeneratörleri, kısa dalga çoklayıcıları yerleştirmek için idealdir. Optoelektrik dönüştürücüler genellikle transimpedans yükselteçleri, sınırlayıcılar ile desteklenir. dijital sinyal. Ardından, faz kilitli döngü ile saat darbelerinin geri kazanımı uygulanır.
Işığın camdan iletimi: bir tarihçe
Troposferik iletişimi mümkün kılan kırılma olgusu öğrenciler tarafından sevilmemektedir. karmaşık formüller, ilgi çekici olmayan örnekler öğrencinin bilgi sevgisini öldürür. Işık kılavuzu fikri uzak 1840'larda doğdu: Daniel Colladon, Jacques Babinet (Paris) kendi derslerini baştan çıkarıcı, görsel deneylerle süslemeye çalıştılar. Orta Çağ Avrupa'sındaki öğretmenlere düşük ücret ödeniyordu, bu nedenle para taşıyan yoğun bir öğrenci akışı hoş bir olasılık gibi görünüyordu. Öğretim görevlileri seyirciyi herhangi bir şekilde cezbetti. John Tyndall adında biri, 12 yıl sonra bu fikirden yararlandı ve çok daha sonra optik yasalarını tartışan bir kitap (1870) yayınladı:
- Işık hava-su arayüzünden geçer, kirişin dikeye göre kırılması gözlenir. Demetin ortogonal çizgiye teğetlik açısı 48 dereceyi aşarsa, fotonlar sıvıyı terk etmeyi bırakır. Enerji tamamen geri yansıtılır. Sınır, ortamın sınırlayıcı açısı olarak adlandırılır. Su 48 derece 27 dakika, silikat cam 38 derece 41 dakika, elmas 23 derece 42 dakikadır.
19. yüzyılın doğuşu, Petersburg-Varşova hattına 1200 km uzunluğunda hafif bir telgraf getirdi. Mesaj operatörleri tarafından yenileme her 40 km'de bir gerçekleştirildi. Mesaj birkaç saat sürdü, hava ve görüş engellendi. Radyo iletişiminin ortaya çıkışı eski yöntemlerin yerini aldı. İlk optik çizgiler 19. yüzyılın sonlarına kadar uzanıyor. Doktorlar yeniliği beğendi! Bükülmüş cam elyafı, insan vücudunun herhangi bir boşluğunu aydınlatmayı mümkün kıldı. Tarihçiler, olayların gelişimi için aşağıdaki zaman çizelgesini sunar:
Henry St. Rene fikri, televizyonu geliştirmeye karar veren Yeni Dünya yerleşimcileri (1920'ler) tarafından sürdürüldü. Clarence Hansell, John Logie Baird öncü oldular. On yıl sonra (1930), tıp öğrencisi Heinrich Lamm, cam kılavuzlarla görüntü aktarma olasılığını kanıtladı. Bilgi arayıcısı, vücudun içini incelemeye karar verdi. Görüntü kalitesi topaldı, İngiliz patenti alma girişimi başarısız oldu.
Elyafın doğuşu
Bağımsız olarak, Hollandalı bilim adamı Abraham van Heel, Briton Harold Hopkins, Narinder Singh Kapani (1954) elyafı icat etti. İlkinin değeri, merkezi çekirdeği, düşük kırılma indisine (havaya yakın) sahip şeffaf bir kabukla kaplama fikrindedir. Yüzey çizilmeye karşı koruma, iletim kalitesini büyük ölçüde iyileştirdi (mucitlerin çağdaşları, fiber hatların yüksek kayıplarda kullanılmasının önündeki ana engeli gördüler). İngilizler ayrıca 10.000 parçalık bir lif demeti toplayarak, 75 cm mesafeden bir görüntü ileterek önemli bir katkı sağladılar "Statik tarama kullanan esnek fiberoskop" notu Nature (1954) dergisini süsledi.
Bu ilginç! Narinder Singh Kapani, American Science'ta (1960) bir makalede fiberglas terimini ortaya attı.
1956, Basil Hirshovitz, Wilbur Peters, Lawrence Curtiss (Michigan Üniversitesi) tarafından dünyaya yeni bir esnek gastroskop getirdi. Noviki'nin özel bir özelliği, elyafların cam kılıfıydı. Elias Snitzer (1961), tek modlu fiber fikrini duyurdu. O kadar ince ki, girişim deseninin yalnızca bir zerresi içine sığabilir. Fikir, doktorların (yaşayan) bir kişinin içini incelemesine yardımcı oldu. Kayıp 1 dB/m idi. İletişimin ihtiyaçları çok daha genişledi. 10-20 dB/km eşiğine ulaşmak gerekiyordu.
1964 bir dönüm noktası olarak kabul edilir: Dr. Kao, uzun mesafeli iletişimin teorik temellerini tanıtan hayati bir belirtim yayınladı. Belge, yukarıdaki şekli aktif olarak kullandı. Bilim adamı, en yüksek saflaştırma derecesine sahip camın kayıpları azaltmaya yardımcı olacağını kanıtladı. Alman fizikçi (1965) Manfred Börner (Telefunken Araştırma Laboratuvarları, Ulm) ilk uygulanabilir telekomünikasyon hattını tanıttı. NASA, yenilikleri kullanarak ay görüntüsünü hemen aktardı (gelişmeler gizliydi). Birkaç yıl sonra (1970), Corning Glass'ın üç çalışanı (konunun başına bakın) silikon oksit eritmek için teknolojik bir döngü uygulayan bir patent başvurusunda bulundu. Büro metni üç yıl boyunca değerlendirdi. yeni damar kanalın bant genişliğini bakır kabloya göre 65.000 kat artırdı. Dr. Cao'nun ekibi hemen hatırı sayılır bir mesafe kat etmeye çalıştı.
Bu ilginç! 45 yıl sonra (2009) Kao, Nobel Fizik Ödülü'ne layık görüldü.
ABD hava savunmasının (NORAD bölümü, Cheyenne Dağları) askeri bilgisayarları (1975) yeni iletişimler aldı. Optik İnternet, kişisel bilgisayarlardan önce uzun zaman önce ortaya çıktı! İki yıl sonra test denemeleri telefon hattı 1,5 mil uzunluğunda (Chicago banliyösü) 672 ses kanalını başarıyla iletti. Cam üfleyiciler yorulmadan çalıştılar: 80'lerin başında 4 dB/km'lik bir zayıflama ile fiberin ortaya çıkışı sağlandı. Silikon oksidin yerini başka bir yarı iletken - germanyum aldı.
Teknolojik hat ile yüksek kaliteli kablo üretim hızı 2 m/s idi. Chemie Thomas Mensah, sınırı yirmi kat artıran bir teknoloji geliştirdi. Yenilik nihayet bakır kablodan daha ucuz hale geldi. Aşağıdakiler yukarıda özetlenmiştir: yeni teknolojinin tanıtımında bir artış oldu. Tekrarlayıcı aralığı 70-150 km idi. Erbiyum iyonları ile katkılanmış fiber yükseltici, bina hatlarının maliyetini önemli ölçüde azalttı. On üçüncü beş yıllık planın zamanları, gezegene 25 milyon kilometre fiber optik ağ getirdi.
Fotonik kristallerin icadı, gelişmeye yeni bir ivme kazandırdı. İlk ticari modeller 2000'i getirdi. Yapıların periyodikliği, gücü önemli ölçüde artırmayı mümkün kıldı, fiber tasarımı, frekansı takip ederek esnek bir şekilde ayarlandı. 2012 yılında Nippon Telgraf ve Telefon Şirketi tek bir fiber ile 50 km mesafede 1 petabit/s hıza ulaşmıştır.
askeri sanayi
Monmouth Mesajında yayınlanan ABD askeri endüstrisinin yürüyüşünün hikayesi güvenilir bir şekilde biliniyor. 1958'de, Fort Monmouth'un (Birleşik Devletler Ordusu Sinyal Kolordusu Laboratuarları) kablo yöneticisi, yıldırım ve yağış tehlikelerini bildirdi. Resmi alarma geçen araştırmacı Sam De Vita, yeşil bakırın yerine geçmesini istedi. Cevap, cam, fiber, ışık sinyallerini denemek için bir teklif içeriyordu. Ancak, Sam Amca'nın o zamanki mühendisleri sorunu çözmek için güçsüzdü.
Sıcak bir Eylül 1959'da Di Vita, Teğmen 2. Derece Richard Sturzebecher'a optik sinyal iletebilen camın formülünü bilip bilmediğini sordu. Cevap, Alfred Üniversitesi'nden bir örnek olan silikon oksitle ilgili bilgiler içeriyordu. Malzemelerin kırılma indeksini mikroskopla ölçen Richard'ın başı ağrıdı. % 60-70 cam tozu, gözleri tahriş ederek parlak ışığın serbestçe geçmesine izin verir. En saf camı elde etme ihtiyacını akılda tutan Sturzebecher, silikon klorür IV kullanarak modern üretim yöntemlerini inceledi. Di Vita, malzemeyi uygun buldu ve hükümetin Corning'in cam üfleyicileriyle pazarlık yapmasına izin vermeye karar verdi.
Yetkili, işçileri iyi tanıyordu, ancak fabrikanın bir devlet sözleşmesi alması için durumu kamuoyuna açıklamaya karar verdi. 1961 ile 1962 yılları arasında saf silikon oksit kullanma fikri araştırma laboratuvarları tarafından devralındı. Federal ödenekler yaklaşık 1 milyon doları buldu (1963-1970 aralığı). Program, hızla bakırın yerini almaya başlayan multi-milyar dolarlık bir fiber optik kablo endüstrisinin gelişmesiyle (1985) sona erdi. Di Vita, 97 yaşına kadar (ölüm yılı 2010) yaşayan bir endüstri danışmanı olarak kaldı.
kablo çeşitleri
Kablo formu:
- Çekirdek.
- Kabuk.
- Koruyucu kapak.
Fiber, sinyalin toplam yansımasını uygular. İlk iki bileşenin malzemesi geleneksel olarak camdır. Bazen ucuz bir ikame bulurlar - bir polimer. Optik kablolar füzyonla birleştirilir. Çekirdeği hizalamak beceri gerektirecektir. 50 mikronun üzerinde kalınlığa sahip çok modlu kablonun lehimlenmesi daha kolaydır. İki küresel çeşit, mod sayısı bakımından farklılık gösterir:
- Multimode, kalın bir çekirdeğe (50 mikronun üzerinde) sahiptir.
- Tekli mod çok daha incedir (10 mikrondan daha az).
Paradoks: kablo daha küçük boyutlar uzak mesafe iletişim sağlar. Dört çekirdekli bir transatlantiğin maliyeti 300 milyon dolar. Çekirdek, ışığa dayanıklı bir polimer ile kaplanmıştır. New Scientist dergisi (2013), Southampton Üniversitesi'nden bir bilimsel grubun 310 metrelik bir alanı kapsayan deneylerini yayınladı ... bir dalga kılavuzuyla! Pasif dielektrik eleman 77.3 Tbps hız gösterdi. İçi boş tüpün duvarları bir fotonik kristal tarafından oluşturulmuştur. Bilgi akışı, ışığın %99,7'si hızında hareket etti.
fotonik kristal elyaf
Bir dizi tüpten oluşan yeni bir kablo türü, konfigürasyon yuvarlak bir bal peteğini andırıyor. Fotonik kristaller, doğal sedefe benzer ve kırılma indeksinde farklılık gösteren periyodik konformasyonlar oluşturur. Bazı dalga boyları bu tür tüplerin içinde zayıflatılır. Kablo bant genişliğini gösterir, Bragg kırılmasına uğrayan ışın yansıtılır. Yasak bantların varlığından dolayı tutarlı sinyal fiber boyunca hareket eder.
DİKKAT: Tüm SCS ve FOCL komponentleri, anahtarlama ve elektrikli cihazlar sadece şebeke projeleri dahilinde tedarik edilmektedir, ekipmanların dağıtımını yapmıyoruz.- Çift Bükümlü Kablo Ağları
- Fiber ağlar
IC TELECOM-SERVICE, yapısal kablolama sistemlerinin oluşturulması için önde gelen çözüm geliştiricilerle ortaklıklara sahiptir. Şirket, çeşitli sitelerde tüm ağ entegrasyon çalışmalarını gerçekleştirmeye izin veren eksiksiz bir geçerli lisans paketine sahiptir.
Şirketin uzmanları, müşterinin ağ altyapısını oluşturmak veya yükseltmek, FOCL ve SCS oluşturmak için denetimden sistem başlatmaya ve müteakip bakıma kadar bir projenin tam döngüsünü yürütür.
Bakır kablo hatlarının yetenekleri sınır değerlerine yaklaşırken ve bu yönün daha da geliştirilmesi için giderek daha fazla maliyet gerekirken, fiber optik hatların kullanım beklentileri daha ekonomik ve verimli hale geliyor. Günümüzde fiber optik haberleşme hatları, elbette haberleşme alanında en umut verici alanlardan biridir. Optik kanalların bant genişliği, bakır kabloya dayalı bilgi hatlarınınkinden çok daha yüksektir. Ek olarak, fiber optik iletişim hatları, bakır iletişim sistemlerinin tipik sorunlarından bazılarını ortadan kaldıran elektromanyetik alanlara karşı bağışıktır.
FOCL'nin temel kavramları ve kapsamları
Bir fiber optik iletişim hattı (FOCL), bilgilerin "optik fiber" olarak bilinen optik dielektrik dalga kılavuzları aracılığıyla iletildiği bir iletim sistemi türüdür.
Vols, düğümleri arasındaki bağlantı elemanları fiber optik iletişim hatları olan bir bilgi ağıdır. VOLS teknolojileri, fiber optiğe ek olarak, elektronik iletim ekipmanı, standardizasyonu, iletim protokolleri, ağ topolojisi ve Genel Konular ağlar inşa etmek.
FOCL'ler esas olarak, SCS kurulumunun çok katlı bir binayı veya uzun bir binayı birleştirmesi gereken tesislerin yapımında ve ayrıca bölgesel olarak farklı binaları birleştirirken kullanılır.
Harici gövdelerden oluşan bir alt sistem oluşturmak için kullanılan FOCL'nin blok diyagramı şekilde gösterilmiştir.
Fiber optik kabloların (FOC) uygulamaları ve sınıflandırılması
SCS'nin tasarımında ve kurulumunda kullanılan fiber optik kablolar, optik sinyalleri binaların içinde ve arasında iletmek için tasarlanmıştır. Temel olarak, yatay olmasına rağmen üç SCS alt sisteminin tümü uygulanabilir.
Bu alt sistemde, bir LAN'ın çalışmasını sağlamak için fiber optikler hala sınırlı kullanımdadır. Dahili devre alt sisteminde, optik kablolar çift bükümlü kablolarla eşit sıklıkla kullanılır ve harici devre alt sisteminde baskın bir rol oynarlar. Ana uygulama alanına bağlı olarak, fiber optik kablolar üç ana tipe ayrılır:
- dış mekan kabloları;
- dahili kablolar (dahili kablolar);
- kablolar için kablolar.
Dış döşeme kabloları, dış otoyolların bir alt sistemini oluşturmak ve tek tek binaları birbirine bağlamak için kullanılır. İç mekan kablolarının ana kullanım alanı, binanın iç omurgasının organizasyonu iken, kablolar için kablolar esas olarak yama kabloları ve ara kabloların üretimi ve ayrıca projelerin uygulanmasında yatay kablolama için tasarlanmıştır. masa sınıfına fiber (iş yerine fiber) ve "odaya fiber" (odaya fiber). SCS optik kablolarının genel sınıflandırması şekilde gösterildiği gibi gösterilebilir.
FOCL'nin Avantajları
FOCL üzerinden bilgi iletiminin, bakır kablo üzerinden iletime göre birçok avantajı vardır. Fiberin bilgi ağlarına hızlı bir şekilde girmesi, fiber optikte sinyal yayılımının özelliklerinden kaynaklanan avantajların bir sonucudur.
Geniş Bant Genişliği– 1014 Hz'lik son derece yüksek taşıyıcı frekansı nedeniyle. Bu, tek bir optik fiber üzerinden saniyede birkaç terabitlik bir veri akışının iletilmesini mümkün kılar. Yüksek bant genişliği, optik fiberin bakır veya diğer herhangi bir iletim ortamına göre en önemli avantajlarından biridir.
düşük zayıflama ışık sinyali elyafta. Halihazırda yerli ve yabancı üreticiler tarafından üretilen endüstriyel optik fiber, kilometrede 1,55 mikron dalga boyunda 0,2-0,3 dB zayıflamaya sahiptir. Düşük zayıflama ve düşük dağılım, yeniden iletim olmadan 100 km veya daha fazla uzunluğa kadar hat bölümleri oluşturmayı mümkün kılar.
Fiber optik kabloda düşük gürültü seviyesi düşük kod yedekliliği ile çeşitli sinyal modülasyonlarını ileterek bant genişliğini artırmanıza olanak tanır.
Yüksek gürültü bağışıklığı. Fiber, dielektrik bir malzemeden yapıldığından, çevredeki bakır kablolama sistemlerinden kaynaklanan elektromanyetik girişime karşı bağışıktır ve elektrikli ekipman elektromanyetik radyasyon indükleme yeteneğine sahip (güç hatları, elektrikli tahrik sistemleri, vb.). Çoklu fiber kablolarda ayrıca crosstalk sorunu da yoktur. Elektromanyetik radyasyonçok çiftli bakır kabloların doğasında vardır.
Küçük ağırlık ve hacim. Fiber optik kablolar (FOC'ler), aynı bant genişliği için bakır kablolardan daha hafif ve hafiftir. Örneğin, 7,5 cm çapında 900 çift telefon kablosu, 0,1 cm çapında tek bir fiber ile değiştirilebilir Fiber birçok koruyucu kılıfa "giydirilirse" ve çelik bant zırhla kaplanırsa, bunun çapı bir fiber, dikkate alınan telefon kablosundan birkaç kat daha küçük olan 1,5 cm olacaktır.
Yetkisiz erişime karşı yüksek güvenlik. FOC pratik olarak radyo aralığında yayılmadığından, alım ve iletimi bozmadan üzerinden iletilen bilgileri dinlemek zordur. Fiberin yüksek hassasiyet özelliklerini kullanan optik iletişim hattının bütünlüğünün izleme sistemleri (sürekli kontrol), "saldırıya uğramış" iletişim kanalını anında kapatabilir ve bir alarm verebilir. Yayılan ışık sinyallerinin (hem farklı lifler hem de farklı polarizasyonlar boyunca) girişim etkilerini kullanan sensör sistemleri, dalgalanmalara ve küçük basınç düşüşlerine karşı çok yüksek bir duyarlılığa sahiptir. Bu tür sistemler, özellikle devlet, bankacılık ve veri koruma konusunda yüksek talepler getiren diğer bazı özel hizmetlerde iletişim hatları oluştururken gereklidir.
Ağ elemanlarının galvanik izolasyonu. Optik fiberin bu avantajı, yalıtım özelliğinde yatmaktadır. Fiber, yalıtılmamış bir bilgisayar ağında bir bakır kabloyla bağlanan iki ağ cihazının topraklaması olduğunda meydana gelebilecek elektriksel topraklama döngülerinden kaçınmaya yardımcı olur. farklı noktalar binalar, örneğin farklı katlarda. Bu durumda, hasar verebilecek büyük bir potansiyel farkı oluşabilir. ağ donanımı. Fiber için bu sorun basitçe mevcut değildir.
Patlama ve yangın güvenliği. Kıvılcım olmaması nedeniyle, fiber optik, kimyasal, petrol rafinerilerinde ve yüksek riskli teknolojik süreçlere hizmet verirken ağ güvenliğini artırır.
Ekonomik WOK. Elyaf, bakırdan farklı olarak yaygın ve bu nedenle ucuz bir malzeme olan silikon dioksit bazlı silikadan yapılmıştır. Şu anda, bir bakır çiftine göre fiberin maliyeti 2:5 olarak ilişkilidir. Aynı zamanda FOC, sinyallerin yeniden iletim olmadan çok daha uzun mesafelerde iletilmesini mümkün kılar. FOC kullanılırken uzatılmış hatlardaki tekrarlayıcıların sayısı azaltılır. Soliton iletim sistemlerini kullanırken, 10 Gbps'nin üzerindeki bir iletim hızında, rejenerasyon olmadan (yani sadece ara düğümlerde optik amplifikatörler kullanılarak) 4000 km'lik mesafeler elde edilmiştir.
Uzun servis ömrü. Zamanla, lif bozulur. Bu, döşenen kablodaki zayıflamanın kademeli olarak arttığı anlamına gelir. Ancak, mükemmellik sayesinde modern teknolojiler fiber optik üretimi, bu süreç önemli ölçüde yavaşlar ve fiberin kullanım ömrü yaklaşık 25 yıldır. Bu süre zarfında, alıcı-verici sistemlerinin birkaç nesli / standardı değişebilir.
Uzak güç kaynağı. Bazı durumlarda, uzak düğüm gücü gerekir bilgi ağı. Optik fiber, bir güç kablosunun işlevlerini yerine getiremez. Bununla birlikte, bu durumlarda, kablo optik fiberlerle birlikte bir bakır iletken eleman ile donatıldığında karışık bir kablo kullanılabilir. Böyle bir kablo hem Rusya'da hem de yurtdışında yaygın olarak kullanılmaktadır.
giriiş
1. Ana gövde
1. Konsept olarak fiber optik haberleşme hatları
Fiziksel özellikler
Fiber teknolojisinin dezavantajları vardır
Optik fiber ve türleri
fiber optik kablo
Elektronik parçalar optik haberleşme sistemleri
FOCL için lazer modülleri
FOCL için fotoğraf alma modülleri
FOCL'nin kullanımı bilgisayar ağları
Çözüm
Kaynakça
giriiş
Bilgisayar teknolojisinin gelişiminin başlangıcından bu yana altmış yıldan biraz fazla bir süre geçti. Bu süre zarfında, altmış yıl önce hayal bile edilemeyecek kadar hesaplama hızlarına, veri aktarım hızlarına ulaştık. Her şey 1948'de K. Shannon'ın “Mathematical Theory of Communication” ve N. Wiener'in “Cybernetics, or Control and Communication in Animal and Machine” kitaplarının yayınlanmasıyla başladı. Bilimin gelişmesi için yeni bir vektör belirlediler ve bunun sonucunda bir bilgisayar ortaya çıktı: önce bir lamba devi, sonra bir transistör ve entegre devrelerde, mikroişlemciler üzerinde. Ve 1989'da vardı Kişisel bilgisayar IBM. Aynı yıl, MS - DOS programı yayınlandı ve 1990'da - Windows-3.0 ve ardından donanımın hızlı bir şekilde iyileştirilmesi ve yazılım. Yüzyılın sonunda, insanlık bilgisayar teknolojisinde inanılmaz bir minyatürleşme, bilgisayar ile insan arasındaki mesafenin azalması, toplam penetrasyon elde etti. bilgisayar Teknolojisi yurtiçi alana. 1986 - İnternetin doğuşu, küresel ağ, dünyanın hemen hemen tüm ülkelerini kapsayan, her kullanıcıya güncel bilgiler sağlayan. Bu kadar hızlı bir veri işleme alan insanlar, bu verilerin aktarımı için zaman ve para harcamayı bırakabilecekleri, erişim hızını ve veri aktarım hızını artırabilecekleri sonucuna vardılar. Bu, banal alüminyumun yerini alan fiber optik gibi yeni iletişim türlerinin kullanılması sayesinde mümkün oldu ve bakır teller.
Fiber optik haberleşme hattı konusu ilgi çekicidir. şu an zaman, gezegendeki insan sayısı arttıkça ve daha iyi bir yaşama olan ihtiyaç da artıyor. Eski zamanlardan beri, bir kişi gelişiyor: bilgisini geliştirmek, ev eşyalarını yaratarak ve modelleyerek hayatı iyileştirmeye çalışmak. Ve şimdi birçok şirket televizyonlar, telefonlar, teypler, bilgisayarlar ve çok daha fazlasını yaratıyor, yani - Ev aletleri hangi hayatı kolaylaştırır. Ancak bu yeni teknolojilerin tanıtılması için eskisini değiştirmeniz veya iyileştirmeniz gerekiyor. Bunun bir örneği, yukarıda bahsedilen koaksiyel (bakır) kablo üzerindeki iletişim hatlarımızdır. Video bilgilerinin iletimi için bile hızları düşüktür. Ve fiber optik tam da ihtiyacımız olan şey - bilgi aktarım hızı çok yüksek. Ayrıca, sinyal iletimi sırasındaki düşük kayıplar, kurulum gerektirmeden önemli mesafelerdeki kablo bölümlerini döşemenizi sağlar ek ekipman. Optik fiber, iyi bir gürültü bağışıklığına, kurulum kolaylığına ve hemen hemen her ortamda kablonun uzun hizmet ömrüne sahiptir. Ayrıca, optik fiberi hurdaya çıkarmak amacıyla çalmanın da bir anlamı yok. Şu anda, optik fiber, uygulamasını esas olarak tele ve İnternet iletişiminde bulmaktadır. Ancak günümüzdeki elyaf kullanımının, uygulamalarının buzdağının sadece görünen kısmı olduğuna inanılıyor.
1. Konsept olarak fiber optik haberleşme hatları
Fiber optik iletişim hatları, bilgilerin "optik fiber" olarak bilinen optik dielektrik dalga kılavuzları aracılığıyla iletildiği bir iletişim türüdür. Optik fiber, şu anda bilgi iletmek için en gelişmiş fiziksel ortam olduğu kadar, uzun mesafelerde büyük bilgi akışlarını iletmek için en umut verici ortam olarak kabul edilmektedir. Örneğin, şu anda, fiber optik kablolar Pasifik ve Atlantik okyanuslarının dibine döşeniyor ve neredeyse tüm dünya bir fiber iletişim sistemleri ağına "karışmış durumda" (Laser Mag.-1993.-No. 3; Laser Focus World.-1992.-28, No.12; Telecom.mag.-1993.-No.25; AEU: J. Asia Electron.Union.-1992.-No.5). Atlantik'teki Avrupa ülkeleri Amerika'ya fiber hatlarla bağlıdır. ABD, Hawai Adaları ve Guam adası aracılığıyla - Japonya, Yeni Zelanda ve Avustralya ile. Bir fiber optik iletişim hattı, Japonya ve Kore'yi Rusya'nın Uzak Doğu'suna bağlamaktadır. Batıda Rusya, Avrupa ülkeleri St. Petersburg - Kingisepp - Danimarka ve St. Petersburg - Vyborg - Finlandiya, güneyde - Asya ülkeleri Novorossiysk - Türkiye ile bağlantılıdır. Amerika'da olduğu gibi Avrupa'da da iletişim, enerji, ulaşım, bilim, eğitim, tıp, ekonomi, savunma, siyasi ve finansal faaliyetlerin hemen hemen tüm alanlarında uzun süredir yaygın olarak kullanılmaktadırlar. Bu nedenle, fiberin büyük bilgi akışlarının iletimi için en umut verici ortam olarak düşünülmesinin nedeni, optik dalga kılavuzlarının doğasında bulunan bir dizi özellikten kaynaklanmaktadır.
2. Fiziksel Özellikler
Son derece yüksek taşıyıcı frekansı nedeniyle geniş bant optik sinyaller. Bu, bilgilerin bir optik iletişim hattı üzerinden yaklaşık 1 Terabit/s hızında iletilebileceği anlamına gelir.
Yani bir fiber aynı anda 10 milyon iletim yapabilmektedir. telefon konuşmaları ve bir milyon video sinyali. Işık dalgaları bir fiberde birbirinden bağımsız olarak yayılabileceğinden, aynı anda iki yönde bilgi iletilerek veri aktarım hızı artırılabilir. Ek olarak, iki farklı polarizasyonun ışık sinyalleri fiber optikte yayılabilir, bu da optik iletişim kanalının verimini ikiye katlamayı mümkün kılar. Bugüne kadar, fiber optik üzerinden iletilen bilgi yoğunluğundaki sınıra ulaşılmadı. Ve bu, şu ana kadar, İnternetimizde bu kadar ağır bir yük varken, aynı anda iletilirse iletilen veri akışının hızında bir azalmaya yol açacak kadar fazla bilgi olmadığı anlamına gelir.
Fiberdeki ışık sinyalinin çok düşük (diğer ortamlara kıyasla) zayıflaması. Diğer bir deyişle, iletken malzemenin direncinden dolayı sinyal kaybı. Rus elyafının en iyi örnekleri o kadar düşük zayıflamaya sahiptir ki, sinyal yenilenmesi olmadan 100 km uzunluğa kadar iletişim hatları oluşturmaya izin verir. Amerika Birleşik Devletleri'ndeki optik laboratuvarları, florozirkonat lifleri adı verilen daha da "şeffaf" lifler geliştiriyor. Laboratuar çalışmaları, bu tür fiberlerin yaklaşık 1 Gbit / s iletim hızında 4600 km'nin üzerindeki yenileme bölgeleriyle iletişim hatları oluşturmak için kullanılabileceğini göstermiştir.
3. Teknik özellikler
Elyaf, bakırın aksine yaygın ve bu nedenle ucuz bir malzeme olan silikon dioksite dayanan kuvarstan yapılmıştır, bu nedenle nispeten düşük fiyat ve hurdaya çıkarma amacıyla neredeyse hiç hırsızlık vakası yoktur.
Optik fiberlerin çapı yaklaşık 1 - 0,2 mm'dir, yani çok kompakt ve hafiftirler, bu da onları havacılık, alet yapımı ve kablo teknolojisinde kullanım için umut verici kılar.
Cam elyaf metal değildir, iletişim sistemlerinin inşası sırasında segmentlerin galvanik izolasyonu otomatik olarak sağlanır. Son derece dayanıklı plastikler kullanan kablo fabrikaları, metal içermeyen ve bu nedenle elektrik açısından güvenli olan kendinden destekli havai kablolar üretir. Bu tür kablolar, ayrı ayrı veya bir faz iletkenine gömülerek mevcut elektrik hatlarının direklerine monte edilebilir ve nehirler ve diğer engeller arasında kablo döşenmesi için önemli miktarda para tasarrufu sağlar.
Optik fiberlere dayalı iletişim sistemleri, elektromanyetik girişime karşı dirençlidir ve optik fiberler yoluyla iletilen bilgiler yetkisiz erişime karşı korunur. Fiber optik iletişim hatları tahribatsız bir şekilde dinlenemez. Fiber üzerindeki herhangi bir etki, hat bütünlüğünün izlenmesi (sürekli izleme) ile kaydedilebilir. Teorik olarak, izleme yoluyla korumayı atlatmanın yolları vardır, ancak bu yöntemleri uygulamanın maliyeti o kadar büyük olacaktır ki, ele geçirilen bilgilerin maliyetini aşacaktır. Örneğin, yine de yapmaya karar verdiniz. Yakalanan sinyali tespit etmek için özel olarak tasarlanmış ayarlanabilir bir Michelson interferometreye ihtiyacınız vardır. Ayrıca, girişim deseninin görünürlüğü zayıflayabilir. büyük miktar bir optik iletişim sistemi üzerinden eşzamanlı olarak iletilen sinyaller. İletilen bilgiyi çok sayıda sinyal üzerinden dağıtmak veya birkaç parazit sinyali iletmek mümkündür, böylece bilginin yakalanması için koşullar kötüleşir. Optik sinyali kurcalamak için fiberden önemli miktarda PTO gerekir ve bu kurcalama, izleme sistemleri tarafından kolayca tespit edilir.
Optik fiberin önemli bir özelliği dayanıklılıktır. Fiberin kullanım ömrü yani özelliklerinin belirli sınırlar içinde korunması 25 yılı aşmaktadır, bu da fiber optik kablonun bir kez döşenmesi ve gerektiğinde alıcı ve vericilerin daha hızlı olanlarla değiştirilerek kanal kapasitesinin arttırılmasını mümkün kılmaktadır. , kablonun kendisini değiştirmeden. .
4. Fiber teknolojisinde dezavantajlar var
Bir iletişim hattı oluştururken, dönüştüren aktif, yüksek düzeyde güvenilir öğeler gerekir. elektrik sinyalleriışığa ve ışık da elektrik sinyallerine dönüşür. Düşük optik kayıplara ve büyük bir bağlantı kesme kaynağına sahip optik konektörler (konnektörler) de gereklidir.
Bu tür hat elemanlarının üretim doğruluğu radyasyon dalga boyuna karşılık gelmelidir, yani hatalar bir mikronun kesri mertebesinde olmalıdır. Bu nedenle, bu tür optik bağlantı bileşenlerinin üretimi çok pahalıdır.
Diğer bir dezavantaj, optik fiberlerin kurulumunun pahalı bir maliyet gerektirmesidir. teknolojik ekipman. a) bitirme araçları. b) konektörler. c) test cihazları. d) kavramalar ve baharat kasetleri.
Bir optik fiber, merkezi bir ışık iletkeninden (çekirdek) - başka bir cam tabakasıyla çevrili bir cam fiberden - çekirdekten daha düşük kırılma indeksine sahip bir kabuktan oluşur. Çekirdeğe yayılan ışık ışınları, kabuğun örtücü tabakasından yansıtılarak sınırlarının ötesine geçmez. Bir optik fiberde, ışık demeti genellikle bir yarı iletken veya diyot lazer tarafından oluşturulur. Kırılma indeksinin dağılımına ve çekirdek çapının boyutuna bağlı olarak, optik fiber tek modlu ve çok modlu olarak ayrılır.
Rusya'da fiber optik ürünleri pazarı
Hikaye
Fiber optik, iletişim sağlamada yaygın olarak kullanılan ve popüler bir araç olmasına rağmen, teknolojinin kendisi basittir ve uzun zaman önce geliştirilmiştir. Daniel Colladon ve Jacques Babinet, 1840 gibi erken bir tarihte, kırılma yoluyla bir ışık demetinin yönünü değiştirmeye yönelik bir deney gösterdiler. Birkaç yıl sonra, John Tyndall bu deneyi Londra'daki halka açık derslerinde kullandı ve 1870'te ışığın doğası üzerine bir çalışma yayınladı. Teknolojinin pratik uygulaması yalnızca yirminci yüzyılda bulundu. 1920'lerde, deneyciler Clarence Hasnell ve John Berd, optik tüpler aracılığıyla görüntü aktarımı olasılığını gösterdiler. Bu ilke Heinrich Lamm tarafından hastaların tıbbi muayenesinde kullanılmıştır. Sadece 1952'de Hintli fizikçi Narinder Singh Kapany, optik fiberin icadına yol açan bir dizi kendi deneyini gerçekleştirdi. Aslında, aynı cam elyaf demetini yarattı ve kabuk ve çekirdek, farklı kırılma indislerine sahip elyaflardan yapıldı. Kabuk aslında bir ayna görevi görüyordu ve çekirdek daha şeffaftı - hızlı dağılma sorunu bu şekilde çözüldü. Daha önce ışın optik ipliğin sonuna ulaşmadıysa ve böyle bir iletim ortamını uzun mesafelerde kullanmak imkansızdıysa, şimdi sorun çözülmüştür. Narinder Kapanı, teknolojiyi 1956 yılına kadar geliştirdi. Bir grup esnek cam çubuk, görüntüyü neredeyse hiç kayıp veya bozulma olmadan iletti.
1970 yılında Corning uzmanları tarafından optik fiberin icadı, veri iletim sistemini tekrarlayıcılar olmadan aynı mesafede kopyalamayı mümkün kıldı. telefon sinyaliİle bakır kablo, fiber optik teknolojilerinin gelişim tarihinde bir dönüm noktası olarak kabul edilir. Geliştiriciler, optik sinyal gücünün en az yüzde birini bir kilometre mesafede tutabilen bir iletken oluşturmayı başardılar. Bugünün standartlarına göre bu oldukça mütevazı bir başarı, ancak o zamanlar, neredeyse 40 yıl önce, yeni bir kablolu iletişim türü geliştirmek için gerekli bir koşuldu.
Başlangıçta, fiber optik çok fazlıydı, yani aynı anda yüzlerce ışık fazını iletebiliyordu. Ayrıca, fiber çekirdeğin artan çapı, ucuz optik vericilerin ve konektörlerin kullanılmasını mümkün kıldı. Çok daha sonra, optik bir ortamda yalnızca bir faz yayınlamanın mümkün olduğu, daha yüksek üretkenliğe sahip bir fiber kullanmaya başladılar. Tek fazlı fiberin tanıtılmasıyla, sinyal bütünlüğü daha uzun bir mesafede korunabilir ve bu da önemli miktarda bilginin iletilmesine katkıda bulunur.
Günümüzde en popüler olan tek fazlı fiberdir. sıfır ofset dalga boyu. 1983 yılından bu yana, performansını on milyonlarca kilometre boyunca kanıtlayarak fiber optik endüstrisinin ürünleri arasında lider bir konuma sahiptir.
Fiber optik haberleşme tipinin avantajları
- Son derece yüksek taşıyıcı frekansı nedeniyle geniş bant optik sinyaller. Bu, bilginin bir fiber optik hat üzerinden 1 Tbit / s mertebesinde iletilebileceği anlamına gelir;
- Fiberdeki ışık sinyalinin çok düşük zayıflaması, sinyal yenilenmesi olmadan 100 km veya daha fazla uzunluğa kadar fiber optik iletişim hatları inşa etmeyi mümkün kılar;
- Çevredeki bakır kablo sistemlerinden, elektrikli ekipmanlardan (elektrik hatları, elektrik motoru tesisatları, vb.) ve hava koşullarından kaynaklanan elektromanyetik parazite karşı bağışıklık;
- Yetkisiz erişime karşı koruma. Fiber optik iletişim hatları üzerinden iletilen bilgiler, tahribatsız bir şekilde yakalanamaz;
- Elektrik güvenliği. Aslında bir dielektrik olan optik fiber, yüksek riskli teknolojik süreçlere hizmet verirken özellikle kimya ve petrol rafinerilerinde önemli olan ağın patlama ve yangın güvenliğini artırır;
- FOCL'nin dayanıklılığı - fiber optik iletişim hatlarının hizmet ömrü en az 25 yıldır.
Fiber optik iletişim türünün dezavantajları
- Elektrik sinyallerini ışığa ve ışığı elektrik sinyallerine dönüştüren aktif hat elemanlarının nispeten yüksek maliyeti;
- Nispeten yüksek fiber optik ekleme maliyeti. Bu, hassas ve dolayısıyla pahalı teknolojik ekipman gerektirir. Sonuç olarak, bir optik kablo koptuğunda, FOCL'yi eski haline getirmenin maliyeti, bakır kablolarla çalışmaktan daha yüksektir.
Bir fiber optik hattın elemanları
- optik alıcı
Optik alıcılar, bir fiber optik kablo üzerinden iletilen sinyalleri algılar ve bunu elektrik sinyallerine dönüştürür, bu sinyaller daha sonra bunları ve ayrıca saat sinyallerini yükseltir ve yeniden şekillendirir. Cihazın baud hızına ve sistem özelliklerine bağlı olarak, veri akışı seriden paralele dönüştürülebilir.
- optik verici
Bir fiber optik sistemdeki bir optik verici, sistemin bileşenleri tarafından sağlanan elektriksel veri dizisini bir optik veri akışına dönüştürür. Verici, bir saat sentezleyiciye sahip bir paralel-seri dönüştürücüden oluşur (bu, sistem kurulumu ve bit hızı), sürücü ve optik sinyal kaynağı. Optik iletim sistemleri için çeşitli optik kaynaklar kullanılabilir. Örneğin, ışık yayan diyotlar genellikle düşük maliyetli olarak kullanılır. yerel ağlar Kısa mesafeli iletişim için. Ancak geniş bir spektral bant genişliği ve ikinci ve üçüncü optik pencerelerin dalga boylarında çalışmanın imkansızlığı LED'in telekomünikasyon sistemlerinde kullanılmasına izin vermemektedir.
- preamplifikatör
Amplifikatör, fotodiyot sensöründen gelen asimetrik akımı, yükseltilen ve diferansiyel bir sinyale dönüştürülen asimetrik bir voltaja dönüştürür.
- Çip senkronizasyonu ve veri kurtarma
Bu mikro devre, alınan veri akışından saat sinyallerini ve bunların saatini geri kazanmalıdır. Saat kurtarma için gereken faz kilitlemeli döngü devresi de saat çipine tam olarak entegre edilmiştir ve harici bir saat referansı gerektirmez.
- Seriden paralele dönüştürme birimi
- Seri dönüştürücüye paralel
- lazer şekillendirici
Ana görevi, lazer diyodunun doğrudan modülasyonu için öngerilim akımı ve modülasyon akımı sağlamaktır.
- Optik kablo, ortak bir koruyucu kılıf altında optik fiberlerden oluşur.
tek modlu fiber
Yeterince küçük bir fiber çapı ve uygun bir dalga boyu ile, fiber boyunca tek bir ışın yayılacaktır. Genel olarak, çekirdek çapının tek modlu sinyal yayılma modu için seçilmiş olması, fiber tasarımının her bir bireysel varyantının özelliğini gösterir. Yani, tek mod, kullanılan dalganın spesifik frekansına göre fiberin özellikleri olarak anlaşılmalıdır. Yalnızca bir ışının yayılması, modlar arası dağılımdan kurtulmayı mümkün kılar ve bu nedenle, tek modlu fiberler çok daha üretkendir. Şu anda dış çapı yaklaşık 8 mikron olan bir çekirdek kullanılıyor. Çok modlu fiberlerde olduğu gibi, hem kademeli hem de gradyan malzeme yoğunluğu dağılımları kullanılır.
İkinci seçenek daha etkilidir. Tek modlu teknoloji daha ince, daha pahalı ve şu anda telekomünikasyonda kullanılıyor. Optik fiber, üstün özellikli fiber optik haberleşme hatlarında kullanılmaktadır. Elektronik araçlar ile kayıpsız izin vermeleri nedeniyle yüksek hız uzun mesafelerde dijital veri yayınlayın. Fiber optik hatların her ikisi de oluşabilir yeni ağ ve zaten birleştirmeye hizmet ediyor mevcut ağlar- fiziksel olarak ışık kılavuzu seviyesinde veya mantıksal olarak - veri aktarım protokolleri seviyesinde bağlanan fiber optik gövde bölümleri. FOCL üzerinden veri aktarım hızı saniyede yüzlerce gigabit olarak ölçülebilir. Verilerin 100 Gb / s hızında iletilmesine izin veren bir standart halihazırda sonuçlandırılmaktadır ve 10 Gb Ethernet standardı, modern telekomünikasyon yapılarında birkaç yıldır kullanılmaktadır.
çok modlu fiber
Çok modlu bir optik fiberde, çok sayıda mod aynı anda yayılabilir - fibere farklı açılardan giren ışınlar. Çok modlu optik fiber, nispeten büyük bir çekirdek çapına (standart değerler 50 ve 62,5 µm) ve buna bağlı olarak büyük bir sayısal açıklığa sahiptir. Çok modlu fiberin daha büyük çekirdek çapı, fibere optik radyasyon enjeksiyonunu basitleştirir ve çok modlu fiber için daha yumuşak tolerans gereksinimleri, optik alıcı-vericilerin maliyetini düşürür. Bu nedenle, çok modlu fiber, küçük ölçüde yerel ve ev ağlarında hakimdir.
Çok modlu fiberin ana dezavantajı, farklı modların fiberde farklı optik yollar oluşturması nedeniyle ortaya çıkan modlar arası dağılımın varlığıdır. Bu fenomenin etkisini azaltmak için, fiberdeki modların parabolik yörüngeler boyunca yayılması ve optik yollarındaki fark ve sonuç olarak modlar arası dağılımın çok daha küçük olması nedeniyle gradyan kırılma indeksine sahip çok modlu bir fiber geliştirilmiştir. . Bununla birlikte, gradyan çok modlu fiberler ne kadar dengeli olursa olsun, verimleri tek modlu teknolojilerle karşılaştırılamaz.
Fiber optik alıcı-vericiler
Verilerin optik kanallardan iletilmesi için, sinyallerin elektrikten optiğe dönüştürülmesi, bir iletişim hattı üzerinden iletilmesi ve ardından alıcıda tekrar optiğe dönüştürülmesi gerekir. elektrikli görünüm. Bu dönüşümler, optik bileşenlerle birlikte elektronik bileşenleri de içeren alıcı-verici cihazda gerçekleşir.
İletim teknolojisinde yaygın olarak kullanılan zaman bölmeli çoklayıcı, aktarım hızını 10 Gb/sn'ye kadar artırmanıza olanak tanır. Modern yüksek hızlı fiber optik sistemler, aşağıdaki iletim hızı standartlarını sunar.
| SONET standardı | SDH standardı | İletim hızı |
|---|---|---|
| OK 1 | - | 51,84 Mb/sn |
| OK 3 | STM1 | 155,52 Mb/sn |
| OK 12 | STM4 | 622.08 Mb/sn |
| OC48 | STM 16 | 2,4883 Gb/sn |
| OK 192 | STM64 | 9,9533 Gb/sn |
Yeni dalga boyu bölmeli çoğullama veya spektral bölmeli çoğullama yöntemleri, veri iletim yoğunluğunu artırmayı mümkün kılar. Bunu yapmak için, her bir akışın farklı dalga boylarında iletimi kullanılarak tek bir fiber optik kanal üzerinden çok sayıda multipleks bilgi akışı gönderilir. WDM alıcısı ve vericisindeki elektronik bileşenler, zaman bölmeli bir sistemde kullanılanlardan farklıdır.
Fiber optik haberleşme hatları uygulaması
Optik fiber, şehir, bölgesel ve federal iletişim ağları oluşturmak ve ayrıca şehir otomatik telefon santralleri arasındaki bağlantı hatlarını düzenlemek için aktif olarak kullanılmaktadır. Bunun nedeni hız, güvenilirlik ve yüksek verim fiber ağlar. Ayrıca, fiber optik kanalların kullanılmasıyla, kablo TV, uzaktan video gözetimi, video konferans ve video yayını, telemetri ve diğerleri Bilgi sistemi. Gelecekte, fiber optik ağların konuşma sinyallerinin optik sinyallere dönüştürülmesini kullanması bekleniyor.