Για gigabits και πέρα από gigabits μετάδοση δεδομένων, η επικοινωνία οπτικών ινών είναι η ιδανική επιλογή. Αυτός ο τύπος επικοινωνίας χρησιμοποιείται για τη μετάδοση φωνής, βίντεο, τηλεμετρίας και δεδομένων σε μεγάλες αποστάσεις και τοπικά δίκτυα ή δίκτυα υπολογιστών . Ένα σύστημα επικοινωνίας οπτικών ινών χρησιμοποιεί τεχνολογία κυμάτων φωτός για τη μετάδοση των δεδομένων μέσω μιας ίνας αλλάζοντας ηλεκτρονικά σήματα σε φως.
Μερικά εξαιρετικά χαρακτηριστικά γνωρίσματα αυτού του τύπου επικοινωνία σύστημα όπως μεγάλο εύρος ζώνης, μικρότερη διάμετρος, μικρό βάρος, μετάδοση σήματος μεγάλων αποστάσεων, χαμηλή εξασθένηση, ασφάλεια μετάδοσης και ούτω καθεξής καθιστούν αυτήν την επικοινωνία ένα σημαντικό δομικό στοιχείο κάθε τηλεπικοινωνιακής υποδομής. Οι επακόλουθες πληροφορίες σχετικά με το σύστημα επικοινωνίας οπτικών ινών αναδεικνύουν τα χαρακτηριστικά του, τα βασικά στοιχεία και άλλες λεπτομέρειες.
Επικοινωνία οπτικών ινών
Πώς λειτουργεί μια επικοινωνία οπτικών ινών;
Σε αντίθεση με τη μετάδοση από χάλκινο σύρμα όπου η μετάδοση εξαρτάται εξ ολοκλήρου από ηλεκτρικά σήματα που περνούν μέσω του καλωδίου, η μετάδοση οπτικών ινών περιλαμβάνει μετάδοση σημάτων με τη μορφή φωτός από το ένα σημείο στο άλλο. Επιπλέον, ένα δίκτυο επικοινωνίας οπτικών ινών αποτελείται από κύκλωμα μετάδοσης και λήψης, συσκευές φωτεινής πηγής και ανιχνευτές όπως αυτές που φαίνονται στο σχήμα.
Όταν τα δεδομένα εισόδου, με τη μορφή ηλεκτρικών σημάτων, δίνονται στο κύκλωμα του πομπού, τα μετατρέπει σε φωτεινό σήμα με τη βοήθεια μιας πηγής φωτός. Αυτή η πηγή είναι LED των οποίων το πλάτος, η συχνότητα και οι φάσεις πρέπει να παραμείνουν σταθερά και απαλλαγμένα από διακυμάνσεις προκειμένου να υπάρχει αποτελεσματική μετάδοση. Η δέσμη φωτός από την πηγή μεταφέρεται από ένα καλώδιο οπτικών ινών στο κύκλωμα προορισμού όπου η πληροφορία μεταδίδεται πίσω στο ηλεκτρικό σήμα από ένα κύκλωμα δέκτη.
Εργασία επικοινωνίας οπτικών ινών
Το κύκλωμα δέκτη αποτελείται από έναν ανιχνευτή φωτογραφιών μαζί με ένα κατάλληλο ηλεκτρονικό κύκλωμα, το οποίο είναι ικανό να μετρά το μέγεθος, τη συχνότητα και τη φάση του οπτικού πεδίου. Αυτός ο τύπος επικοινωνίας χρησιμοποιεί τα μήκη κύματος κοντά στο υπέρυθρη ζώνη που βρίσκονται ακριβώς πάνω από το ορατό εύρος. Τόσο το LED όσο και το Laser μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως πηγές φωτός με βάση την εφαρμογή.
3 Βασικά στοιχεία ενός συστήματος επικοινωνίας οπτικών ινών
Υπάρχουν τρία βασικά βασικά στοιχεία του συστήματος επικοινωνίας οπτικών ινών. Αυτοί είναι
- Συμπαγής πηγή φωτός
- Οπτική ίνα χαμηλής απώλειας
- Ανιχνευτής φωτογραφιών
Αξεσουάρ όπως συνδετήρες, διακόπτες, ζεύκτες, συσκευές πολυπλεξίας, ενισχυτές και συνδέσεις είναι επίσης βασικά στοιχεία σε αυτό το σύστημα επικοινωνίας.
1. Συμπαγής πηγή φωτός
Δίοδοι λέιζερ
Ανάλογα με τις εφαρμογές όπως τα τοπικά δίκτυα και τα συστήματα επικοινωνίας μεγάλων αποστάσεων, οι απαιτήσεις φωτεινής πηγής ποικίλλουν. Οι απαιτήσεις των πηγών περιλαμβάνουν ισχύ, ταχύτητα, πλάτος φασματικής γραμμής, θόρυβο, ανθεκτικότητα, κόστος, θερμοκρασία και ούτω καθεξής. Δύο συστατικά χρησιμοποιούνται ως πηγές φωτός: διόδους εκπομπής φωτός (LED's) και διόδους λέιζερ.
Οι δίοδοι εκπομπής φωτός χρησιμοποιούνται για εφαρμογές μικρών αποστάσεων και χαμηλού ρυθμού δεδομένων λόγω του χαμηλού εύρους ζώνης και των δυνατοτήτων ισχύος τους. Δύο τέτοιες δομές LED περιλαμβάνουν Surface και Edge Emitting Systems. Οι δίοδοι εκπομπής επιφανείας είναι απλές στο σχεδιασμό και είναι αξιόπιστες, αλλά λόγω του ευρύτερου πλάτους γραμμής και της συχνότητας διαμόρφωσης, η δίοδος εκπομπής ακμών περιορισμού συχνότητας χρησιμοποιείται κυρίως. Οι δίοδοι εκπομπής ακμών έχουν δυνατότητες υψηλής ισχύος και στενότερου πλάτους γραμμής.
Για μεγαλύτερες αποστάσεις και μετάδοση υψηλού ρυθμού δεδομένων, οι δίοδοι λέιζερ προτιμούνται λόγω των χαρακτηριστικών υψηλής ισχύος, υψηλής ταχύτητας και στενότερου πλάτους γραμμής φάσματος. Αλλά αυτά είναι εγγενώς μη γραμμικά και πιο ευαίσθητα στις μεταβολές της θερμοκρασίας.
Δίοδοι LED έναντι λέιζερ
Σήμερα πολλές βελτιώσεις και εξελίξεις έχουν καταστήσει αυτές τις πηγές πιο αξιόπιστες. Μερικές από αυτές τις συγκρίσεις αυτών των δύο πηγών δίνονται παρακάτω. Και οι δύο αυτές πηγές διαμορφώνονται χρησιμοποιώντας τεχνικές άμεσης ή εξωτερικής διαμόρφωσης.
2. Οπτική ίνα χαμηλής απώλειας
Η οπτική ίνα είναι ένα καλώδιο, το οποίο είναι επίσης γνωστό ως κυλινδρικό διηλεκτρικό κυματοδηγό κατασκευασμένο από υλικό χαμηλής απώλειας. Μια οπτική ίνα λαμβάνει επίσης υπόψη τις παραμέτρους όπως το περιβάλλον στο οποίο λειτουργεί, την αντοχή σε εφελκυσμό, την αντοχή και την ακαμψία. Το καλώδιο οπτικών ινών είναι κατασκευασμένο από υψηλής ποιότητας γυαλί εξώθησης (si) ή πλαστικό και είναι εύκαμπτο. Η διάμετρος του καλωδίου οπτικών ινών κυμαίνεται μεταξύ 0,25 και 0,5 mm (ελαφρώς παχύτερη από τα ανθρώπινα μαλλιά).
Καλώδιο οπτικών ινών
Ένα καλώδιο οπτικών ινών αποτελείται από τέσσερα μέρη.
- Πυρήνας
- Επένδυση
- Ρυθμιστής
- Σακάκι
Πυρήνας
Ο πυρήνας ενός καλωδίου ινών είναι ένας κύλινδρος πλαστικού που τρέχει σε όλο το μήκος του καλωδίου ινών και προσφέρει προστασία με επένδυση. Η διάμετρος του πυρήνα εξαρτάται από την εφαρμογή που χρησιμοποιείται. Λόγω της εσωτερικής ανάκλασης, το φως που κινείται μέσα στον πυρήνα αντανακλά από τον πυρήνα, το όριο της επένδυσης. Η διατομή πυρήνα πρέπει να είναι κυκλική για τις περισσότερες εφαρμογές.
Επένδυση
Η επένδυση είναι ένα εξωτερικό οπτικό υλικό που προστατεύει τον πυρήνα. Η κύρια λειτουργία της επένδυσης είναι ότι αντανακλά το φως πίσω στον πυρήνα. Όταν το φως εισέρχεται μέσω του πυρήνα (πυκνό υλικό) στην επένδυση (λιγότερο πυκνό υλικό), αλλάζει τη γωνία του και στη συνέχεια αντανακλά πίσω στον πυρήνα.
Ρυθμιστής
Η κύρια λειτουργία του ρυθμιστικού είναι η προστασία της ίνας από ζημιές και χιλιάδες οπτικές ίνες διατεταγμένες σε εκατοντάδες οπτικά καλώδια. Αυτές οι δέσμες προστατεύονται από το εξωτερικό κάλυμμα του καλωδίου που ονομάζεται μπουφάν.
ΣΑΚΑΚΙ
Τα μπουφάν καλωδίου οπτικών ινών διατίθενται σε διάφορα χρώματα που μπορούν εύκολα να μας κάνουν να αναγνωρίσουμε το ακριβές χρώμα του καλωδίου που αντιμετωπίζουμε. Το κίτρινο χρώμα υποδηλώνει σαφώς ένα καλώδιο μονής λειτουργίας και το πορτοκαλί χρώμα υποδηλώνει multimode.
2 τύποι οπτικών ινών
Ίνες μονής λειτουργίας: Οι ίνες μονής λειτουργίας χρησιμοποιούνται για τη μετάδοση ενός σήματος ανά ίνα. Αυτές οι ίνες χρησιμοποιούνται σε τηλεφωνικές και τηλεοπτικές συσκευές. Οι ίνες μονής λειτουργίας έχουν μικρούς πυρήνες.
Ίνες πολλαπλών τρόπων: Οι ίνες πολλαπλών τρόπων χρησιμοποιούνται για τη μετάδοση πολλών σημάτων ανά ίνα. Αυτά τα σήματα χρησιμοποιούνται σε δίκτυα υπολογιστών και τοπικών περιοχών που έχουν μεγαλύτερους πυρήνες.
3. Ανιχνευτές φωτογραφιών
Ο σκοπός των ανιχνευτών φωτογραφιών είναι να μετατρέψει το φωτεινό σήμα σε ηλεκτρικό σήμα. Δύο τύποι ανιχνευτές φωτογραφιών χρησιμοποιούνται κυρίως για οπτικό δέκτη σε σύστημα οπτικής επικοινωνίας: δίοδος φωτογραφίας PN και δίοδος φωτογραφίας χιονοστιβάδας. Ανάλογα με τα μήκη κύματος της εφαρμογής, η σύνθεση υλικού αυτών των συσκευών ποικίλλει. Αυτά τα υλικά περιλαμβάνουν πυρίτιο, γερμάνιο, InGaAs κ.λπ.
Αυτό αφορά τα βασικά στοιχεία του συστήματος επικοινωνίας οπτικών ινών. Για επιπλέον πληροφορίες και για κάθε είδους βοήθεια, γράψτε μας καθώς ενθαρρύνουμε και εκτιμούμε τις προτάσεις, τα σχόλια, τα ερωτήματα και τα σχόλιά σας. Μοιραστείτε τις ιδέες, τις προτάσεις και τα σχόλιά σας στην ενότητα σχολίων που δίνεται παρακάτω.
Φωτογραφικές μονάδες
- Επικοινωνία οπτικών ινών από κύριε
- Εργασία επικοινωνίας οπτικών ινών από μυαλό ειδικών
- Δίοδοι LED έναντι λέιζερ από fiberoptics4sale
