Cuncepimentu basicu di cumunicazione in fibra ottica.
Una fibra ottica hè una guida d'onda ottica dielettrica, una struttura di guida d'onda chì blocca a luce è propaga a luce in a direzzione assiale.
Fibra assai fina fatta di vetru di quartz, resina sintetica, etc.
Fibra di modu unicu: core 8-10um, cladding 125um
Fibra multimodale: core 51um, cladding 125um
U metudu di cumunicazione di trasmissione di segnali ottichi cù fibre ottiche hè chjamatu cumunicazione di fibre ottiche.
Onde di luce appartene à a categuria di onde elettromagnetiche.
A gamma di lunghezza d'onda di a luce visibile hè 390-760 nm, a parte più grande di 760 nm hè a luce infrarossa, è a parte più chjuca di 390 nm hè a luce ultravioletta.
Finestra di travagliu di l'onda di luce (trè finestre di cumunicazione):
A gamma di lunghezze d'onda utilizata in a cumunicazione in fibra ottica hè in a regione infrared vicinu
Regione di lunghezza d'onda corta (luce visibile, chì hè una luce aranciu à l'ochju nudu) 850 nm luce aranciu
Regione di lunghezza d'onda longa (regione di luce invisibile) 1310 nm (puntu di dispersione minimu teoricu), 1550 nm (u puntu di attenuazione minimu teoricu)
Struttura di fibre è classificazione
1.A struttura di a fibra
A struttura di fibra ideale: core, cladding, coating, jacket.
U core è u cladding sò fatti di materiale di quartz, è e proprietà meccaniche sò relativamente fragili è faciuli di rompe. Per quessa, duie strati di strati di rivestimentu, un tipu di resina è una strata di tipu di nylon sò generalmente aghjuntu, in modu chì a prestazione flessibile di a fibra righjunghji i requisiti pratichi di l'applicazione di u prugettu.
2.Classificazione di fibre ottiche
(1) A fibra hè divisa secondu a distribuzione di l'indice di rifrazione di a sezione trasversale di a fibra: hè divisa in una fibra di tippu passu (fibra uniforme) è una fibra graduata (fibra non uniforme).
Assumimu chì u core hà un indice di rifrazione di n1 è l'indice di rifrazione di u cladding hè n2.
Per permette à u core di trasmette a luce à longu distanzi, a cundizione necessaria per a custruzzione di a fibra ottica hè n1>n2
A distribuzione di l'indice di rifrazione di una fibra uniforme hè una constante
A lege di distribuzione di l'indice di rifrazione di a fibra non uniforme:
À mezu à elli, △ - diffarenza relative indice refractive
Α-indice di rifrazione, α=∞-fibra di distribuzione di indice di rifrazione a gradini, α=2-fibra di distribuzione di indice di rifrazione di legge quadrata (una fibra graduata). Questa fibra hè paragunata à l'altri fibres gradued.Mode dispersion minimu ottimali.
(1) Sicondu u numeru di modi trasmessi in u core: divisu in fibra multimode è fibra monomode
U mudellu quì si riferisce à a distribuzione di un campu elettromagneticu di luce trasmessa in una fibra ottica. Differenti distribuzioni di campu sò un modu sfarente.
Modu unicu (solu un modu hè trasmessu in a fibra), multimode (modi multipli sò trasmessi simultaneamente in a fibra)
Attualmente, per via di l'esigenza crescente nantu à a velocità di trasmissione è u numeru crescente di trasmissioni, a reta di l'area metropolitana si sviluppa in a direzzione di l'alta velocità è a grande capacità, cusì a maiò parte di elle sò fibre stepped unicu modu. (E caratteristiche di trasmissione sò megliu cà a fibra multimode)
(2) Caratteristiche di a fibra ottica:
①Caratteristiche di perdita di a fibra ottica: L'onda di luce sò trasmesse in a fibra ottica, è a putenza ottica diminuisce gradualmente cum'è a distanza di trasmissione aumenta.
I causi di a perdita di fibra includenu: perdita di accoppiamentu, perdita di assorbimentu, perdita di dispersione è perdita di radiazione di curvatura.
A perdita di accoppiamentu hè a perdita causata da l'accoppiamentu trà a fibra è u dispusitivu.
I perditi di l'assorbimentu sò causati da l'assorbimentu di l'energia luminosa da i materiali di fibra è impurità.
A perdita di scattering hè divisa in scattering Rayleigh (non-uniformità di l'indice di rifrazione) è scattering di guida d'onda (irregularità di materiale).
A perdita di radiazione di curvatura hè a perdita causata da a curvatura di a fibra chì porta à u modu di radiazione causata da a curvatura di a fibra.
②Caratteristiche di dispersione di a fibra ottica: Diversi cumpunenti di frequenza in u signale trasmessu da a fibra ottica anu diverse velocità di trasmissione, è u fenomenu fisicu di distorsione causatu da l'allargamentu di u impulsu di u segnale quandu ghjunghje à u terminal hè chjamatu dispersione.
A dispersione hè divisa in dispersione modale, dispersione di materiale è dispersione di guida d'onda.
Cumpunenti basi di sistemi di cumunicazione in fibra ottica
Mandate parte:
U signale di modulazione di impulsu uscita da u trasmettitore elettricu (terminale elettricu) hè mandatu à u trasmettitore otticu (u signale mandatu da u prugramma cuntrullatu da u prugramma).cambiahè processatu, a forma d'onda hè furmatu, l'inversu di u mudellu hè cambiatu ... in un signale elettricu adattatu è mandatu à u trasmettitore otticu)
U rolu primariu di un trasmettitore otticu hè di cunvertisce un signalu elettricu in un signalu otticu chì hè accoppiatu in a fibra.
Parte ricevente:
Cunvertisce i segnali ottici trasmessi attraversu fibre ottiche in segnali elettrici
U processu di u signale elettricu hè restituitu à u signale modulatu di impulsu originale è mandatu à u terminal elettricu (u signale elettricu mandatu da u receptore otticu hè processatu, a forma d'onda hè in forma, l'inversu di u mudellu hè invertitu ... u signale elettricu adattatu hè rinviatu à u prugrammablecambia)
Parte di trasmissione:
Fibra monomodale, ripetitore otticu (ripetitore rigenerativu elettricu (amplificazione di cunversione otticu-elettrica-ottica, ritardu di trasmissione serà più grande, circuitu di decisione di impulsu serà utilizatu per furmà a forma d'onda, è timing), Amplificatore in fibra dopata di erbiu (cumpleta l'amplificazione). à u livellu otticu, senza forma d'onda)
(1) Trasmettitore otticu: Hè un transceiver otticu chì realiza a cunversione elettrica / ottica. Hè custituitu da una fonte di luce, un driver è un modulatore. A funzione hè di modulà l'onda di luce da a macchina elettrica à l'onda di luce emessa da a fonte di luce per diventà una onda dimmed, è dopu accoppia u signalu otticu modulatu à a fibra ottica o u cable otticu per a trasmissione.
(2) Ricevitore otticu: hè un transceiver otticu chì realiza a cunversione ottica / elettrica. U mudellu di utilità hè cumpostu da un circuitu di rilevazione di luce è un amplificatore otticu, è a funzione hè di cunvertisce u signale otticu trasmessu da a fibra ottica o u cable otticu in un signalu elettricu da u detector otticu, è poi amplificà u signale elettricu debule à un livellu abbastanza à traversu u circuitu amplificatore per esse mandatu à u signale. L'estremità ricevente di a macchina elettrica va.
(3) Fibra / Cable: Fibra o cable custituisce u percorsu di trasmissione di a luce. A funzione hè di trasmette u signale dimmed mandatu da l'estremità di trasmissione à u detector otticu di l'estremità ricevente dopu a trasmissione à longa distanza attraversu a fibra ottica o u cable otticu per compie u compitu di trasmette l'infurmazioni.
(4) Ripetitore otticu: custituitu da un fotodetettore, una fonte di luce è un circuitu di rigenerazione di decisione. Ci hè duie funzioni: una hè di cumpensà l'attenuazione di u signalu otticu trasmessu in a fibra ottica; l'altru hè di furmà u pulse di a distorsione di a forma d'onda.
(5) Cumpunenti passivi cum'è connettori di fibra ottica, accoppiatori (ùn ci hè bisognu di furnisce l'energia separatamente, ma u dispusitivu hè sempre persu): Perchè a lunghezza di a fibra o di u cable hè limitata da u prucessu di disegnu di fibre è e cundizioni di custruzzione di u cable, è u lunghezza di a fibra hè dinù Limitu (per esempiu 2km). Dunque, pò esse un prublema chì una pluralità di fibre ottiche sò cunnessi in una linea di fibre ottiche. Dunque, a cunnessione trà fibre ottiche, a cunnessione è l'accoppiamentu di fibre ottiche è transceivers ottici, è l'usu di cumpunenti passivi cum'è connettori ottici è accoppiatori sò indispensabili.
A superiorità di a cumunicazione in fibra ottica
Larghezza di banda di trasmissione, grande capacità di cumunicazione
Bassa perdita di trasmissione è grande distanza di relé
Forte interferenza anti-elettromagnetica
(Al di là di u wireless: i signali wireless anu parechji effetti, benefici multipath, effetti d'ombra, sbiadimentu Rayleigh, effetti Doppler
Comparatu cù u cable coaxial: u segnu otticu hè più grande di u cable coaxial è hà una bona cunfidenziale)
A freccia di l'onda di luce hè assai alta, cumparatu cù altre onde elettromagnetiche, l'interferenza hè chjuca.
Disadvantages di cable otticu: pruprietà miccanica poveri, faciuli à rompe, (migliurà u funziunamentu meccanicu, avarà un impattu nantu à a resistenza di l'interferenza), ci vole assai tempu per custruisce, è hè affettatu da e cundizioni geografiche.