Zuntz optikoaren komunikazioaren abantailak:
● Komunikazio gaitasun handia
● Errelebo distantzia luzea
● Ez dago interferentzia elektromagnetikorik
● Baliabide aberatsak
● Pisu arina eta tamaina txikia
Komunikazio optikoen historia laburra
Duela 2000 urte baino gehiago, baliza-argiak, semaforoak
1880, telefono optiko eta haririk gabeko komunikazio optikoa
1970, zuntz optikoko komunikazioak
● 1966an, "Zuntz optikoaren aita", Gao Yong doktoreak lehen aldiz zuntz optikoaren komunikazioaren ideia proposatu zuen.
● 1970ean, Bell Yan Institutuko Lin Yanxiong laser erdieroale bat zen, giro-tenperaturan etengabe lan egin zezakeena.
● 1970ean, Corning-en Kapronek 20dB/km zuntz galera egin zuen.
● 1977an, Chicagoko 45Mb/s-ko lehen lerro komertziala.
Espektro elektromagnetikoa
Komunikazio-banda zatitzea eta dagozkion transmisio-euskarria
Errefrakzioa / islada eta argiaren isla osoa
Substantzia ezberdinetan argia modu ezberdinean bidaiatzen denez, argia substantzia batetik bestera igortzen denean, bi substantzien arteko interfazean errefrakzioa eta islapena gertatzen dira. Gainera, errefraktatutako argiaren angelua aldatu egiten da argi intzidentearen angeluarekin. Argi intzidentearen angelua angelu jakin batera iristen denean edo gainditzen duenean, errefraktatutako argia desagertu egingo da eta intzidentziako argi guztia atzera islatuko da. Hau da argiaren isla osoa. Material ezberdinek argiaren uhin-luzera berdinerako errefrakzio-angelu desberdinak dituzte (hau da, material ezberdinek errefrakzio-indize desberdinak dituzte), eta material berdinek errefrakzio-angelu desberdinak dituzte argiaren uhin-luzera desberdinetarako. Zuntz optikoko komunikazioa goiko printzipioetan oinarritzen da.
Erreflektibitate-banaketa: material optikoak ezaugarritzeko parametro garrantzitsu bat errefrakzio-indizea da, N-k adierazten duena. Hutsean C argiaren abiaduraren eta materialaren V argiaren abiaduraren arteko erlazioa materialaren errefrakzio-indizea da.
N = C/V
Zuntz optikoko komunikaziorako kuartzozko beiraren errefrakzio-indizea 1,5 ingurukoa da.
Zuntz-egitura
Zuntz biluzi zuntz orokorrean hiru geruzatan banatzen da:
Lehenengo geruza: erdiko errefrakzio-indize handiko beira-nukleoa (nukleoaren diametroa, oro har, 9-10 da.μm, (modu bakarra) 50 edo 62,5 (modo anitzeko).
Bigarren geruza: erdikoa errefrakzio-indize baxuko silize beirazko estalkia da (diametroa 125ekoa da, oro har.μm).
Hirugarren geruza: kanpokoena sendotzeko erretxina estaldura da.
1) muina: errefrakzio-indize altua, argia transmititzeko erabiltzen dena;
2) Estaldura estaldura: errefrakzio-indize baxua, nukleoarekin erabateko islada-baldintza osatuz;
3) Babes-jaka: indar handia du eta kolpe handiak jasan ditzake zuntz optikoa babesteko.
3 mm-ko kable optikoa: laranja, MM, modu anitzekoa; horia, SM, modu bakarrekoa
Zuntzaren tamaina
Kanpoko diametroa 125 um-koa da (batez beste 100 um ile bakoitzeko)
Barruko diametroa: modu bakarreko 9um; modu anitzeko 50 / 62,5um
Zenbakizko irekidura
Zuntz optikoaren amaierako aurpegian gertatzen den argi guztia ezin du zuntz optikoaren bidez transmititu, baizik eta angelu-tarte jakin batean dagoen argi intzidentea soilik. Angelu horri zuntzaren zenbakizko irekidura deitzen zaio. Zuntz optikoaren zenbakizko irekidura handiagoa onuragarria da zuntz optikoaren atraketarako. Fabrikatzaile ezberdinek zenbakizko irekiera desberdinak dituzte.
Zuntz mota
Zuntz optikoko argiaren transmisio-moduaren arabera, honela bana daiteke:
Multimode (laburdura: MM); Modu bakarra (laburdura: SM)
Modu anitzeko zuntza: erdiko beira-nukleoa lodiagoa da (50 edo 62,5μm) eta argia hainbat modutan transmiti dezake. Hala ere, bere moduen arteko sakabanaketa handia da, eta horrek seinale digitalak transmititzeko maiztasuna mugatzen du, eta larriagoa izango da distantzia handituz.Adibidez: 600MB / KM zuntzak 300MB banda-zabalera baino ez du 2KM-tan. Hori dela eta, modu anitzeko zuntzaren transmisio-distantzia nahiko laburra da, oro har kilometro gutxikoa.
Modu bakarreko zuntza: erdiko beira-nukleoa nahiko mehea da (nukleoaren diametroa, oro har, 9 edo 10ekoa da.μm), eta argia modu batean soilik transmiti dezake. Izan ere, urrats motako zuntz optiko bat da, baina nukleoaren diametroa oso txikia da. Teorian, hedapen-bide bakar bateko argi zuzena soilik onartzen da zuntzean sartu eta zuzen hedatzen zuntz-nukleoan. Zuntz pultsua ia ez da luzatzen.Hori dela eta, bere moduen arteko sakabanaketa txikia da eta urrutiko komunikaziorako egokia da, baina bere sakabanaketa kromatikoak zeresan handia du. Modu honetan, modu bakarreko zuntzak argi iturriaren zabalera espektralaren eta egonkortasunaren baldintza handiagoak ditu, hau da, zabalera espektrala estua da eta egonkortasuna ona da. .
Zuntz optikoen sailkapena
Materialaren arabera:
Beira-zuntza: nukleoa eta estalkia beiraz eginak dira, galera txikiarekin, transmisio distantzia luzearekin eta kostu altuarekin;
Kautxuz estalitako silizio-zuntz optikoa: nukleoa beira da eta estalkia plastikoa da, beira-zuntzaren antzeko ezaugarriak eta kostu txikiagoa duena;
Plastikozko zuntz optikoa: bai nukleoa bai estalkia plastikozkoak dira, galera handiak, transmisio distantzia laburrak eta prezio baxukoak. Gehienbat etxetresna elektrikoetarako, audiorako eta distantzia laburreko irudien transmisiorako erabiltzen da.
Transmisio-maiztasun-leiho optimoaren arabera: modu bakarreko zuntz konbentzionala eta modu bakarreko zuntz dispertsio-desplazatua.
Mota konbentzionala: zuntz optikoko ekoizpen etxeak zuntz optikoaren transmisio-maiztasuna optimizatzen du argiaren uhin-luzera bakarrean, adibidez, 1300nm-an.
Dispertsio-mota desplazatua: zuntz optikoko ekoizleak zuntz transmisioaren maiztasuna optimizatzen du argiaren bi uhin-luzeretan, hala nola: 1300nm eta 1550nm.
Bat-bateko aldaketa: zuntz-nukleoaren errefrakzio-indizea burrunbakoa da beira-estaldurarekin. Kostu baxua eta moduen arteko sakabanaketa handia ditu. Distantzia laburreko abiadura baxuko komunikaziorako egokia, hala nola industria-kontrolerako. Hala ere, modu bakarreko zuntzak mutazio mota bat erabiltzen du, moduen arteko sakabanaketa txikia dela eta.
Gradiente-zuntz: zuntz-nukleoaren errefrakzio-indizea pixkanaka murrizten da, modu altuko argia forma sinusoidalean hedatzea ahalbidetuz, eta horrek moduen arteko sakabanaketa murriztu dezake, zuntz banda-zabalera handitu eta transmisio distantzia handitu dezake, baina kostua da. Goi-mailako zuntza zuntz mailakatua da gehienbat.
Zuntz arrunten zehaztapenak
Zuntzaren tamaina:
1) Modu bakarreko nukleoaren diametroa: 9 / 125μm, 10 / 125μm
2) Kanpoko estalduraren diametroa (2D) = 125μm
3) Kanpoko estalduraren diametroa = 250μm
4) Pigtaila: 300μm
5) Multimodoa: 50 / 125μm, Europako estandarra; 62,5 / 125μm, amerikar estandarra
6) Sare industrialak, medikoak eta abiadura baxukoak: 100 / 140μm, 200 / 230μm
7) Plastikoa: 98 / 1000μm, automobilen kontrolerako erabiltzen da
Zuntz ahultzea
Zuntzaren atenuazioa eragiten duten faktore nagusiak hauek dira: berezkoak, tolesturak, estutzeak, ezpurutasunak, irregulartasunak eta ipurdia.
Berezkoak: zuntz optikoaren berezko galera da, besteak beste: Rayleigh sakabanatzea, berezko xurgapena, etab.
Makurdura: zuntza tolestuta dagoenean, zuntzaren zati baten argia galdu egingo da sakabanaketa dela eta, galera eraginez.
Estuketa: estutzean zuntzaren tolestura txikiak eragindako galera.
Ezpurutasunak: zuntz optiko bateko ezpuruek zuntzean transmititzen den argia xurgatzen eta barreiatzen dute, galerak eraginez.
Ez-uniformea: zuntz-materialaren errefrakzio-indize irregularrak eragindako galera.
Atokatzea: zuntz ainguratzean sortutako galera, hala nola: ardatz desberdinak (modu bakarreko zuntz koaxialtasun-eskakizuna 0,8 baino txikiagoa da.μm), amaierako aurpegia ez da ardatzarekiko perpendikularra, amaierako aurpegia irregularra da, ipurdiaren nukleoaren diametroa ez dator bat eta juntzeen kalitatea txarra da.
Kable optiko mota
1) Jartze-metodoen arabera: kable optiko autosostenigarriak, kanalizazio-kable optikoak, lurperatutako kable optiko blindatuak eta itsaspeko kable optikoak.
2) Kable optikoaren egituraren arabera, honako hauek daude: hodi-kable optikoa, geruza bihurritutako kable optikoa, eusteko kable optikoa, zinta kable optikoa, metalezkoa ez den kable optikoa eta kable optiko adarkagarria.
3) Xedearen arabera: distantzia luzeko komunikaziorako kable optikoak, distantzia laburrerako kanpoko kable optikoak, kable optiko hibridoak eta eraikinetarako kable optikoak.
Kable optikoen konexioa eta amaiera
Kable optikoen konexioa eta amaiera dira kable optikoen mantentze-langileek menderatu behar dituzten oinarrizko gaitasunak.
Zuntz optikoaren konexio teknologiaren sailkapena:
1) Zuntz optikoaren konexio teknologia eta kable optikoaren konexio teknologia bi zati dira.
2) Kable optikoaren amaiera kable optikoaren konexioaren antzekoa da, izan ezik, funtzionamendua desberdina izan behar da konektore-material desberdinengatik.
Zuntz-konexio mota
Zuntz optikoko kablearen konexioa, oro har, bi kategoriatan bana daiteke:
1) Zuntz optikoaren konexio finkoa (hildako konektore gisa ezagutzen dena). Oro har, erabili zuntz optikoko fusio-juntagailua; kable optikoaren buru zuzenerako erabiltzen da.
2) Zuntz optikoaren konektore aktiboa (zuzeneko konektore gisa ezagutzen dena). Erabili konektore desmuntagarriak (juntura solteak izenez ezagutzen direnak). Zuntz-jauzirako, ekipoen konexiorako, etab.
Zuntz optikoaren amaierako aurpegiaren osotasunik eza eta zuntz optikoaren amaierako aurpegiaren presioaren ez-uniformitatea dela eta, deskarga batek zuntz optikoaren empaldura galera nahiko handia da oraindik eta bigarren mailako deskarga fusio metodoa. erabiltzen da orain. Lehenik eta behin, berotu eta deskargatu zuntzaren amaierako aurpegia, moldatu amaierako aurpegia, kendu hautsa eta hondakinak eta egin zuntzaren amaierako presioa uniformea aurrez berotuz.
Zuntz optikoko konexio galeraren monitorizazio metodoa
Hiru metodo daude zuntz konexioaren galera kontrolatzeko:
1. Monitorea juntagailuan.
2. Argi iturriaren eta potentzia-neurgailu optikoaren jarraipena.
3.OTDR neurtzeko metodoa
Zuntz optikoaren konexioaren funtzionamendu-metodoa
Zuntz optikoaren konexio-eragiketak, oro har, honela banatzen dira:
1. Zuntzaren amaierako aurpegien manipulazioa.
2. Zuntz optikoaren konexio-instalazioa.
3. Zuntz optikoaren juntzea.
4. Zuntz optikoko konektoreen babesa.
5. Gainerako zuntz erretilurako bost urrats daude.
Oro har, kable optiko osoaren konexioa urrats hauen arabera egiten da:
1. urratsa: luzera ona, ireki eta kendu kable optikoa, kendu kablearen zorroa
2. urratsa: garbitu eta kendu kable optikoko petrolioa betetzeko orea.
3. urratsa: lotu zuntza.
4. urratsa: egiaztatu zuntz-nukleoen kopurua, egin zuntz parekatzea eta egiaztatu zuntz-kolorearen etiketak zuzenak diren.
5. urratsa: bihotz-konexioa sendotu;
6. urratsa: hainbat linea laguntzaile, negozio-lerro-pareak barne, kontrol-lerro-pareak, babestutako lurreko lineak, etab. (goian aipatutako linea-pareak eskuragarri badira.
7. urratsa: konektatu zuntza.
8. urratsa: Babestu zuntz optikoko konektorea;
9. urratsa: gainerako zuntzaren biltegiratzea;
10. urratsa: Osatu kable optikoaren jaka konexioa;
11. urratsa: zuntz optikoko konektoreen babesa
Zuntz galtzea
1310 nm: 0,35 ~ 0,5 dB / Km
1550 nm: 0,2 ~ 0,3 dB / Km
850 nm: 2,3 eta 3,4 dB / Km
Zuntz optikoaren fusio puntu galera: 0,08 dB / puntu
Zuntz juntze puntua 1 puntu / 2 km
Zuntz arrunteko izenak
1) Atenuazioa
Atenuazioa: energia galera argia zuntz optikoaren bidez transmititzen denean, modu bakarreko zuntza 1310nm 0,4 ~ 0,6 dB / km, 1550 nm 0,2 ~ 0,3 dB / km; plastikozko zuntz multimodoa 300dB/km
2) Dispertsioa
Dispertsioa: argi-pultsuen banda zabalera handitzen da zuntzean zehar distantzia jakin bat egin ondoren. Transmisio-abiadura mugatzen duen faktore nagusia da.
Modu arteko sakabanaketa: Modu anitzeko zuntzetan bakarrik gertatzen da, argi-modu desberdinak bide ezberdinetan zehar ibiltzen direlako.
Materialen sakabanaketa: argiaren uhin-luzera desberdinak abiadura ezberdinetan bidaiatzen dira.
Uhin-gidaren dispertsioa: argi-energia abiadura apur bat desberdinetan bidaiatzen delako gertatzen da nukleoan eta estalduran zehar. Modu bakarreko zuntzetan, oso garrantzitsua da zuntzaren barreiapena aldatzea zuntzaren barne egitura aldatuz.
Zuntz Mota
G.652 zero dispertsio-puntua 1300nm ingurukoa da
G.653 zero dispertsio-puntua 1550nm ingurukoa da
G.654 sakabanaketa negatiboaren zuntza
G.655 dispertsio-desplazatutako zuntza
Uhin osoko zuntza
3) sakabanaketa
Argiaren oinarrizko egitura inperfektua dela eta, argi-energiaren galera eragiten da, eta une honetan argiaren transmisioak ez du zuzenbide onik.
Zuntz optikoaren sistemaren oinarrizko ezagutza
Oinarrizko zuntz optikoko sistema baten arkitektura eta funtzioen sarrera:
1. Unitatea bidaltzailea: seinale elektrikoak seinale optiko bihurtzen ditu;
2. Transmisio-unitatea: seinale optikoak eramaten dituen euskarri bat;
3. Unitatea jasotzailea: seinale optikoak jasotzen ditu eta seinale elektriko bihurtzen ditu;
4. Konektatu gailua: konektatu zuntz optikoa argi iturrira, argi detektatzeko eta beste zuntz optiko batzuekin.
Konektore mota arruntak
Konektorearen amaierako aurpegi mota
Akoplatzailea
Funtzio nagusia seinale optikoak banatzea da. Aplikazio garrantzitsuak zuntz optikoko sareetan daude, batez ere tokiko sareetan eta uhin-luzera zatitzeko multiplexazio-gailuetan.
oinarrizko egitura
Akoplagailua norabide biko gailu pasiboa da. Oinarrizko formak zuhaitza eta izarra dira. Akoplatzailea zatitzaileari dagokio.
WDM
WDM—Wavelength Division Multiplexer seinale optiko anitz igortzen ditu zuntz optiko batean. Seinale optiko hauek maiztasun eta kolore desberdinak dituzte. WDM multiplexera seinale optiko anitz lotzea da zuntz optiko berean; demultiplexing multiplexera zuntz optiko batetik hainbat seinale optiko bereiztea da.
Uhin-luzera-zatiketa-multiplexadorea (Kondaira)
Pultsuen definizioa sistema digitaletan:
1. Anplitudea: pultsuaren altuerak zuntz optikoko sistemako potentzia optikoa adierazten du.
2. Igoera denbora: pultsuak anplitude maximoaren %10etik %90era igotzeko behar duen denbora.
3. Jaitsiera-denbora: pultsua anplitudearen % 90etik % 10era jaisteko behar den denbora.
4. Pultsuaren zabalera: pultsuaren zabalera %50eko anplitudearen posizioan, denboran adierazita.
5. Zikloa: pultsuaren denbora espezifikoa ziklo bat burutzeko behar den lan-denbora da.
6. Desagertze-erlazioa: 1 seinale-argi-potentzia eta 0 seinale-argi-potentziaren erlazioa.
Zuntz optikoko komunikazioan unitate komunen definizioa:
1.dB = 10 log10 (Pout / Pin)
Pout: irteerako potentzia; Pina: sarrerako potentzia
2. dBm = 10 log10 (P / 1mw), komunikazio ingeniaritzan oso erabilia den unitatea da; normalean potentzia optikoa adierazten du 1 miliwatt erreferentzia gisa;
adibidea:–10dBm-ek esan nahi du potentzia optikoa 100uw-ren berdina dela.
3.dBu = 10 log10 (P / 1uw)