Օպտիկամանրաթելային հաղորդակցության հիմնական հայեցակարգը.
Օպտիկական մանրաթելը դիէլեկտրիկ օպտիկական ալիքատար է, ալիքատար կառուցվածք, որը արգելափակում է լույսը և լույսը տարածում առանցքային ուղղությամբ։
Շատ նուրբ մանրաթել պատրաստված քվարց ապակուց, սինթետիկ խեժից և այլն:
Մեկ ռեժիմի մանրաթել՝ միջուկը 8-10մմ, երեսպատումը 125մ
Մուլտիմոդալ մանրաթել՝ միջուկ 51ում, երեսպատում՝ 125 մ
Օպտիկական մանրաթելերի միջոցով օպտիկական ազդանշանների հաղորդման հաղորդակցման մեթոդը կոչվում է օպտիկամանրաթելային հաղորդակցություն:
Լույսի ալիքները պատկանում են էլեկտրամագնիսական ալիքների կատեգորիային։
Տեսանելի լույսի ալիքի երկարության միջակայքը 390-760 նմ է, 760 նմ-ից մեծ մասը ինֆրակարմիր լույս է, իսկ 390 նմ-ից փոքր մասը՝ ուլտրամանուշակագույն լույս։
Թեթև ալիքի աշխատանքային պատուհան (երեք հաղորդակցման պատուհան).
Օպտիկամանրաթելային հաղորդակցության մեջ օգտագործվող ալիքի երկարության միջակայքը գտնվում է մերձ ինֆրակարմիր շրջանում
Կարճ ալիքի երկարության շրջան (տեսանելի լույս, որն անզեն աչքով նարնջագույն լույս է) 850 նմ նարնջագույն լույս
Երկար ալիքի երկարության շրջան (անտեսանելի լույսի շրջան) 1310 նմ (տեսական նվազագույն ցրման կետ), 1550 նմ (տեսական նվազագույն թուլացման կետ)
Մանրաթելերի կառուցվածքը և դասակարգումը
1. Մանրաթելի կառուցվածքը
Իդեալական մանրաթելային կառուցվածքը՝ միջուկ, երեսպատում, ծածկույթ, բաճկոն:
Միջուկը և երեսպատումը պատրաստված են քվարցային նյութից, իսկ մեխանիկական հատկությունները համեմատաբար փխրուն են և հեշտ կոտրվող: Հետևաբար, ծածկույթի շերտի երկու շերտ, մեկ խեժի տեսակ և մեկ նեյլոնե տիպի շերտ սովորաբար ավելացվում են, որպեսզի մանրաթելի ճկուն աշխատանքը հասնի նախագծի գործնական կիրառման պահանջներին:
2. Օպտիկական մանրաթելերի դասակարգում
(1) Մանրաթելը բաժանվում է ըստ մանրաթելի խաչմերուկի բեկման ինդեքսի բաշխվածության.
Ենթադրենք, որ միջուկն ունի n1 բեկման ինդեքս, իսկ երեսպատման բեկման ինդեքսը n2 է:
Որպեսզի միջուկը կարողանա լույս փոխանցել երկար հեռավորությունների վրա, օպտիկական մանրաթել կառուցելու համար անհրաժեշտ պայման է n1>n2:
Միատարր մանրաթելի բեկման ինդեքսի բաշխումը հաստատուն է
Ոչ միատեսակ մանրաթելերի բեկման ինդեքսի բաշխման օրենքը.
Դրանցից △ – հարաբերական բեկման ցուցիչի տարբերություն
Α-բեկման ինդեքս, α=∞-քայլ տիպի բեկման ցուցիչի բաշխման մանրաթել, α=2-բեկման ցուցիչի բաշխման քառակուսի օրինաչափություն (դասակարգված մանրաթել): Այս մանրաթելը համեմատվում է այլ դասավորված մանրաթելերի հետ: Դիսպերսիոն ռեժիմի նվազագույն օպտիմալը:
(1) Ըստ միջուկում փոխանցվող ռեժիմների քանակի.
Այստեղ օրինաչափությունը վերաբերում է օպտիկական մանրաթելում հաղորդվող լույսի էլեկտրամագնիսական դաշտի բաշխմանը: Տարբեր դաշտերի բաշխումները տարբեր ռեժիմ են:
Մեկ ռեժիմ (միայն մեկ ռեժիմ է փոխանցվում մանրաթելում), բազմաֆունկցիոնալ (մի քանի ռեժիմներ միաժամանակ փոխանցվում են մանրաթելում)
Ներկայումս, հաղորդման արագության աճող պահանջների և փոխանցումների քանակի աճի պատճառով, մետրոպոլիայի ցանցը զարգանում է բարձր արագության և մեծ հզորության ուղղությամբ, ուստի դրանց մեծ մասը մեկ ռեժիմով աստիճանավորված մանրաթելեր են: (Ինքնին փոխանցման բնութագրերն ավելի լավն են, քան բազմաֆունկցիոնալ մանրաթելը)
(2) Օպտիկական մանրաթելերի բնութագրերը.
① Օպտիկական մանրաթելերի կորստի բնութագրերը. Լույսի ալիքները փոխանցվում են օպտիկական մանրաթելում, և օպտիկական հզորությունը աստիճանաբար նվազում է, քանի որ փոխանցման հեռավորությունը մեծանում է:
Մանրաթելերի կորստի պատճառները ներառում են՝ միացման կորուստ, կլանման կորուստ, ցրման կորուստ և ճկման ճառագայթման կորուստ:
Միացման կորուստը մանրաթելի և սարքի միջև կապի հետևանքով առաջացած կորուստն է:
Կլանման կորուստները պայմանավորված են մանրաթելային նյութերի և կեղտերի կողմից լույսի էներգիայի կլանմամբ:
Ցրման կորուստը բաժանվում է Ռեյլի ցրման (բեկման ցուցիչի անհավասարություն) և ալիքատար ցրման (նյութի անհավասարություն):
Ճկման ճառագայթման կորուստը մանրաթելի ճկման հետևանքով առաջացած կորուստն է, որը տանում է դեպի ճառագայթման ռեժիմ, որն առաջանում է մանրաթելի ճկման հետևանքով:
②Օպտիկական մանրաթելերի ցրման բնութագրերը. օպտիկական մանրաթելով փոխանցվող ազդանշանի տարբեր հաճախականության բաղադրիչները ունեն փոխանցման տարբեր արագություններ, և տերմինալ հասնելիս ազդանշանի իմպուլսի ընդլայնման հետևանքով առաջացած աղավաղման ֆիզիկական երևույթը կոչվում է դիսպերսիա:
Դիսպերսիան բաժանվում է մոդալ դիսպերսիայի, նյութական դիսպերսիայի և ալիքատար դիսպերսիայի։
Օպտիկամանրաթելային կապի համակարգերի հիմնական բաղադրիչները
Ուղարկել մաս.
Էլեկտրական հաղորդիչի (էլեկտրական տերմինալի) կողմից իմպուլսային մոդուլյացիայի ազդանշանի ելքը ուղարկվում է օպտիկական հաղորդիչին (ծրագրի կողմից կառավարվող ազդանշանն ուղարկվում է).անջատիչմշակվում է, ալիքի ձևը ձևավորվում է, օրինաչափության հակառակը փոխվում է… համապատասխան էլեկտրական ազդանշանի և ուղարկվում օպտիկական հաղորդիչ):
Օպտիկական հաղորդիչի առաջնային դերը էլեկտրական ազդանշանը օպտիկական ազդանշանի վերածելն է, որը միացված է մանրաթելին:
Ստացող մաս.
Օպտիկական մանրաթելերի միջոցով փոխանցվող օպտիկական ազդանշանների փոխակերպումը էլեկտրական ազդանշանների
Էլեկտրական ազդանշանի մշակումը վերականգնվում է սկզբնական իմպուլսային մոդուլացված ազդանշանին և ուղարկվում է էլեկտրական տերմինալ (օպտիկական ստացողի կողմից ուղարկված էլեկտրական ազդանշանը մշակվում է, ալիքի ձևը ձևավորվում է, օրինաչափության հակադարձությունը շրջվում է… համապատասխան էլեկտրական ազդանշանը հետ է ուղարկվել ծրագրավորվողինանջատիչ)
Փոխանցման մաս.
Միաձույլ մանրաթել, օպտիկական կրկնող (էլեկտրական վերականգնող կրկնողիչ (օպտիկական-էլեկտրական-օպտիկական փոխակերպման ուժեղացում, փոխանցման ուշացումը կլինի ավելի մեծ, իմպուլսային որոշման շղթան կօգտագործվի ալիքի ձևը ձևավորելու և ժամանակացույցը ձևավորելու համար), էրբիումով ներկված մանրաթելային ուժեղացուցիչ (ավարտում է ուժեղացումը օպտիկական մակարդակում՝ առանց ալիքի ձևավորման)
(1) Օպտիկական հաղորդիչ. այն օպտիկական հաղորդիչ է, որն իրականացնում է էլեկտրական/օպտիկական փոխակերպում: Այն բաղկացած է լույսի աղբյուրից, դրայվերից և մոդուլյատորից։ Գործառույթն է մոդուլացնել լույսի ալիքը էլեկտրական մեքենայից դեպի լույսի աղբյուրի արձակած լույսի ալիքը՝ դառնալով խամրած ալիք, այնուհետև մոդուլացված օպտիկական ազդանշանը միացնել օպտիկական մանրաթելին կամ օպտիկական մալուխին փոխանցման համար:
(2) Օպտիկական ընդունիչ. օպտիկական հաղորդիչ է, որն իրականացնում է օպտիկական/էլեկտրական փոխակերպում: Օգտակար մոդելը կազմված է լույսի հայտնաբերման սխեմայից և օպտիկական ուժեղացուցիչից, և գործառույթն է օպտիկական մանրաթելից կամ օպտիկական մալուխից փոխանցվող օպտիկական ազդանշանը օպտիկական դետեկտորի միջոցով էլեկտրական ազդանշանի վերածել, այնուհետև ուժեղացնել թույլ էլեկտրական ազդանշանը: բավարար մակարդակ ուժեղացնող սխեմայի միջոցով ազդանշանին ուղարկելու համար: Էլեկտրական մեքենայի ընդունման վերջը գնում է:
(3) Մանրաթել/մալուխ. մանրաթել կամ մալուխը կազմում է լույսի փոխանցման ուղին: Գործառույթն այն է, որ փոխանցող ծայրի կողմից ուղարկված խամրած ազդանշանը օպտիկական մանրաթելի կամ օպտիկական մալուխի միջով հեռահար փոխանցումից հետո ընդունող ծայրի օպտիկական դետեկտորին փոխանցելն է՝ տեղեկատվության փոխանցման խնդիրը ավարտելու համար:
(4) Օպտիկական կրկնող. բաղկացած է ֆոտոդետեկտորից, լույսի աղբյուրից և որոշումների վերականգնման միացումից: Գոյություն ունեն երկու գործառույթ. մեկը՝ փոխհատուցել օպտիկական մանրաթելում հաղորդվող օպտիկական ազդանշանի թուլացումը. մյուսը ալիքի ձևի աղավաղման իմպուլսի ձևավորումն է:
(5) Պասիվ բաղադրիչներ, ինչպիսիք են օպտիկամանրաթելային միակցիչները, կցորդիչները (առանձին հոսանք մատակարարելու կարիք չկա, բայց սարքը դեռևս կորուստ ունի). մանրաթելի երկարությունը նույնպես սահմանաչափ է (օրինակ՝ 2 կմ): Հետևաբար, կարող է խնդիր լինել, որ բազմաթիվ օպտիկական մանրաթելեր միացված են մեկ օպտիկամանրաթելային գծում: Հետևաբար, օպտիկական մանրաթելերի միջև կապը, օպտիկական մանրաթելերի և օպտիկական փոխանցիչների միացումը և միացումը, ինչպես նաև պասիվ բաղադրիչների օգտագործումը, ինչպիսիք են օպտիկական միակցիչները և միացնողները, անփոխարինելի են:
Օպտիկամանրաթելային հաղորդակցության գերազանցությունը
Փոխանցման թողունակություն, կապի մեծ հզորություն
Հաղորդման ցածր կորուստ և մեծ ռելեի հեռավորություն
Ուժեղ հակաէլեկտրամագնիսական միջամտություն
(Անլարից այն կողմ. անլար ազդանշաններն ունեն բազմաթիվ էֆեկտներ, բազմակողմանի առավելություններ, ստվերային էֆեկտներ, Ռեյլի մարում, Դոպլերի էֆեկտներ
Համեմատած կոաքսիալ մալուխի հետ. օպտիկական ազդանշանն ավելի մեծ է, քան կոաքսիալ մալուխը և ունի լավ գաղտնիություն)
Լույսի ալիքի հաճախականությունը շատ բարձր է, համեմատած մյուս էլեկտրամագնիսական ալիքների հետ, միջամտությունը փոքր է։
Օպտիկական մալուխի թերությունները. վատ մեխանիկական հատկություններ, հեշտ կոտրվող, (բարելավում է մեխանիկական կատարումը, ազդեցություն կունենա միջամտության դիմադրության վրա), այն երկար ժամանակ է պահանջում կառուցելու համար և ազդում է աշխարհագրական պայմանների վրա: