Оптичні волокна, виготовлений зі скла або пластику, служити ефективним інструментом для передачі світла, використовуючи принцип загального внутрішнього відображення. Укладений у гнучку пластикову оболонку, Ці волокна можуть зігнутися, не зламавши, пропонуючи надійне рішення для передачі інформації. Ця стаття досліджує принципи роботи, типи, та застосування оптичних волокон, проливання світла на їх важливу роль у сучасному спілкуванні.
Принцип роботи
Оптичні волокна діють за принципом загальної внутрішньої рефлексії, Забезпечення мінімальної втрати сигналу під час передачі. В одному кінці, пристрій, що випромінює світло, наприклад, світлодіодний діод або лазер, надсилає легкі імпульси у волокно, в той час як світлочутливий компонент на іншому кінці виявляє ці імпульси.
Переваги волоконної оптики
- Величезна комунікаційна здатність: Теоретично, Одне волокно може передавати до 10 мільярд голосових каналів одночасно, Перевищення традиційних коаксіальних кабелів та мікрохвильових печей на кілька порядків.
- Розширені відстані реле: З надзвичайно низьким коефіцієнтом ослаблення, волоконна оптика може передати сигнали на відстані тисяч кілометрів. Це набагато перевищує можливості традиційних кабелів та мікрохвиль.
- Виняткова безпека: Оскільки основним компонентом є кварц, що не проводить електроенергію, Волокно -оптика непроникна для електромагнітних перешкод, Забезпечення підвищення безпеки від підслуховування.
- Універсальність: Оптика волокон протистоять зовнішньому електромагнітному та промисловому перешкоді, Зробити їх дуже пристосованими в різних умовах.
- Компактний і легкий: Невеликий розмір і легка вага волоконно -оптичних кабелів роблять їх легкими для обробки та встановлення.
- Рясна та доступна сировина: Кремнезем, Основний інгредієнт волоконної оптики, є рясним і недорогим, сприяючи економічній ефективності цієї технології.
Типи волоконної оптики
- Мультимодове волокно: Здатний передавати кілька режимів світла, але страждає від значної модальної дисперсії, обмеження його використання для високочастотних цифрових сигналів, особливо на великі відстані.
- Одномодне волокно: Розроблений для передачі лише одного режиму світла, Мінімізація модальної дисперсії та робить її придатною для спілкування на великі відстані.
Дисперсія в оптичних волокнах
Причини дисперсії
В оптичних волокнах, Світлі сигнали складаються з різних компонентів. Через різні швидкості поширення компонентів частоти сигналу або компонентів режиму, Серед цих компонентів виникає різниця у затримці після передачі певної відстані через оптичне волокно. Це явище, відомий як оптична дисперсія волокна, призводить до спотворення форми хвилі сигналу передачі та розширення імпульсів.
Вплив дисперсії
Наявність дисперсії оптичної волокна викликає спотворення та розширення переданих імпульсів сигналу, що призводить до інтерференції міжсимболу. Для забезпечення якості спілкування, необхідно збільшити інтервал між символами, Тобто, Зменшити швидкість передачі сигналу, Обмеження ємності зв'язку та відстані передачі оптичної волокна.
Види дисперсії
Оптична дисперсія волокна можна класифікувати модальна дисперсія, матеріальна дисперсія, дисперсія хвилеводу, і Поляризаційна дисперсія Виходячи з причин його виникнення.
Види втрати
- Втрата поглинання(Внутрішнє поглинання: Притаманне поглинання самого оптичного волоконного матеріалу; Поглинання домішки: Поглинання світла домішками в оптичному волокні.)
- Втрата розсіювання
- Лінійне розсіювання
- Нелінійне розсіювання
- Недосконала розсіювання структури
- Інші втрати
- Втрата мікробендів
Коли оптичне волокно зігне, Передача світла може змінюватися з режиму передачі до режиму випромінювання, внаслідок чого світло проникає в обшивку або витікає через обшивку, що призводить до втрати. Коли радіус вигину більше, ніж 5-10 см, втрати, спричинені вигином, можна нехтувати.
Одномодне волокно проти. Мультимодове волокно
У царині волоконної оптики, Вибір між одномодним волокном (SMF) і мультимодове волокно (MMF) є критичним увагою, кожна з яких пропонує унікальні характеристики, що підходять для конкретних додатків.
| MMF | SMF | |
|---|---|---|
| Волоконно -оптична вартість | Дорогий | Не надто дорогий |
| Пристрій передачі | Основний, низька вартість | Дорожче (лазерний діод) |
| Ослаблення | Високий | Низький |
| Довжина хвилі передачі | 850НМ до 1300 нм | 1260НМ до 1650 нм |
| Діяти | Більший діаметр ядра для легшого поводження | З'єднання є складнішими |
| Відстань | Локальна мережа (<2км) | Доступ до мережі/мереж на середній відстані/на відстані (>200km) |
| Пропускна здатність | Обмежена пропускна здатність | Практично необмежена пропускна здатність |
| На закінчення | Волоконна оптика дорожча, Але лише активація мережі відносно недорога | Забезпечує більш високу продуктивність, але дорого налаштувати мережу |
Застосування мультимодового волокна (MMF) і одномодне волокно (SMF)
Відповідно до рекомендацій МСЕ-Т, Комунікаційні волокна класифікуються на сім категорій (G.651-g.657), з G.651 як мультимодового та G.652 до G.657 як одномодових волокон.
| Це стандарт | Волоконно -оптичний тип | Ім'я | Заявки |
|---|---|---|---|
| G.651 | Мультимодний | Оптичне волокно, стійке до згинання | Підходить для короткої відстані передачі оптичних довжин хвиль 850 нм/1310 нм (Ethernet, Локальна мережа) |
| G.652 | Одномод | Дисперсійне не змінене одномодне волокно | Підходить для легких довжин хвиль 1310 нм-1550 нм (Доступ до мережі), звичайне одномодове оптичне волокно. Підходить для волокна до дому, великі відстані, та мережні мереж Metropolitan. |
| G.653 | Одномод | Дисперсійне волокно | Підходить для передачі на великі відстані (Мережа хребта, Оптичний кабель підводного човна) з довжиною хвилі 1550 нм, і незабаром зникне зі стадії історії |
| G.654 | Одномод | Змінена волокна з обмеженою довжиною хвилі | Підходить для передачі на великі відстані з оптичною довжиною хвилі 1550 нм (Оптичний кабель підводного човна, Не підтримує DWDM), 5G Мережа носія |
| G.655 | Одномод | Ненульова дисперсія змальована волокна | Підходить для передачі світла на великій відстані з довжиною хвилі 1550 нм (Мережа хребта, Оптичний кабель підводного човна, Підтримка DWDM), пізніше або лише для обслуговування ліній на далекі відстані |
| G.656 | Одномод | Низький нахил ненульової дисперсії змальовано волокно | Тип ненульової дисперсії змальовано волокно, він має суворі вимоги щодо швидкості дисперсії, Забезпечення продуктивності передачі в більшому діапазоні довжин хвиль у системах DWDM, і має низьку можливість масового виробництва. |
| G.657 | Одномод | Оптичне волокна | Нові продукти на основі потреб та складання застосувань технології FTTX. G.657 Fiber-це останній сорт волокна, розроблений на основі волокна G.652, щоб досягти мети волокна до дому. Він більше підходить для передачі інформації FTTH та підходить для встановлення у вузьких місцях, таких як в приміщенні або будівлі. |
Висновок
Aerech Networks визнає ключову роль, яку відіграє оптика волокон у формуванні майбутнього спілкування. З його величезною ємністю, розширений доступ, та надійні функції безпеки, волоконно оптика продовжує залишатися на передньому плані технологічного прогресу. Коли ми охоплюємо епоху швидкісного, надійне спілкування, Aerech Networks залишається прихильним до використання сили волоконно -оптики для підключеного світу.
