Keuntungan saka komunikasi serat optik:
● Kapasitas komunikasi gedhe
● Jarak relay dawa
● Ora ana gangguan elektromagnetik
● Sumber daya sugih
● bobot entheng lan ukuran cilik
Sejarah Singkat Komunikasi Optik
Luwih saka 2000 taun kepungkur, beacon-lampu, semaphore
1880, komunikasi optik telpon-nirkabel optik
1970, komunikasi serat optik
● Ing taun 1966, "Bapak Serat Optik", Dr. Gao Yong pisanan ngusulake gagasan komunikasi serat optik.
● Ing taun 1970, Lin Yanxiong saka Institut Bell Yan minangka laser semikonduktor sing bisa terus-terusan ing suhu kamar.
● Ing taun 1970, Corning's Kapron mundhut serat 20dB / km.
● Ing taun 1977, baris komersial pisanan Chicago 45Mb / s.
spektrum elektromagnetik
Divisi pita komunikasi lan media transmisi sing cocog
Refraksi / refleksi lan refleksi total cahya
Amarga cahya lelungan beda ing zat sing beda, nalika cahya dipancarake saka siji zat menyang zat liyane, refraksi lan refleksi dumadi ing antarmuka antarane rong zat kasebut. Kajaba iku, amba saka cahya refracted beda-beda gumantung karo amba saka cahya kedadean. Nalika amba saka cahya kedadean tekan utawa ngluwihi amba tartamtu, cahya refracted bakal ilang, lan kabeh cahya kedadean bakal dibayangke maneh. Iki minangka refleksi total saka cahya. Bahan sing beda duwe sudut bias sing beda kanggo dawa gelombang cahya sing padha (yaiku, bahan sing beda duwe indeks bias sing beda), lan bahan sing padha duwe sudut bias sing beda kanggo dawa gelombang cahya sing beda. Komunikasi serat optik adhedhasar prinsip ing ndhuwur.
Distribusi reflektivitas: Parameter penting kanggo ciri bahan optik yaiku indeks bias, sing diwakili dening N. Rasio kacepetan cahya C ing vakum kanggo kacepetan cahya V ing materi yaiku indeks bias materi.
N = C / V
Indeks bias kaca kuarsa kanggo komunikasi serat optik kira-kira 1,5.
Struktur serat
Serat gundhul umume dipérang dadi telung lapisan:
Lapisan pisanan: inti kaca indeks bias dhuwur tengah (diameter inti umume 9-10μm, (mode tunggal) 50 utawa 62,5 (multimode).
Lapisan kapindho: tengah iku indeks bias kurang silika kaca cladding (diameteripun umume 125μm).
Lapisan katelu: sing paling njaba yaiku lapisan resin kanggo tulangan.
1) inti: indeks bias dhuwur, digunakake kanggo ngirim cahya;
2) lapisan Cladding: indeks bias kurang, mbentuk kondisi bayangan total karo inti;
3) Jaket protèktif: Wis kekuatan dhuwur lan bisa tahan impact gedhe kanggo nglindhungi serat optik.
Kabel optik 3mm: oranye, MM, multi-mode; kuning, SM, single-mode
Ukuran serat
Dhiameter njaba umume 125um (rata-rata 100um saben rambut)
Diameter njero: mode tunggal 9um; multimode 50 / 62.5um
Aperture angka
Ora kabeh kedadean cahya ing pasuryan mburi serat optik bisa ditularaké dening serat optik, nanging mung cahya kedadean ing sawetara saka sudhut tartamtu. Sudut iki diarani aperture numerik saka serat. Aperture numerik sing luwih gedhe saka serat optik mupangati kanggo docking serat optik. Produsen beda duwe aperture numerik beda.
Jinis serat
Miturut mode transmisi cahya ing serat optik, bisa dipérang dadi:
Multi-Mode (singkatan: MM); Single-Mode (singkatan: SM)
Serat multimode: Inti kaca tengah luwih kenthel (50 utawa 62,5μm) lan bisa ngirim cahya ing macem-macem mode. Nanging, sawur antar-mode gedhe, sing mbatesi frekuensi ngirim sinyal digital, lan bakal dadi luwih serius kanthi nambah jarak.Contone: serat 600MB / KM mung duwe bandwidth 300MB ing 2KM. Mulane, jarak transmisi serat multi-mode relatif cendhak, umume mung sawetara kilometer.
Serat mode tunggal: Inti kaca tengah relatif tipis (diameter inti umume 9 utawa 10μm), lan mung bisa ngirim cahya ing siji mode. Nyatane, iku jenis serat optik langkah-jinis, nanging diameteripun inti cilik banget. Ing teori, mung cahya langsung saka jalur panyebaran siji sing diijini mlebu ing serat lan nyebar langsung ing inti serat. Pulsa serat meh ora dowo.Mulane, sawur antar-mode cilik lan cocok kanggo komunikasi remot, nanging sawur kromatik nduweni peran utama. Kanthi cara iki, serat mode siji nduweni syarat sing luwih dhuwur kanggo jembar spektral lan stabilitas sumber cahya, yaiku, jembar spektral sempit lan stabilitas apik. .
Klasifikasi serat optik
Miturut materi:
Serat kaca: Inti lan cladding digawe saka kaca, kanthi mundhut cilik, jarak transmisi dawa lan biaya dhuwur;
Serat optik silikon sing ditutupi karet: inti yaiku kaca lan cladding plastik, sing nduweni ciri sing padha karo serat kaca lan biaya sing luwih murah;
Serat optik plastik: Loro-lorone inti lan cladding plastik, kanthi mundhut gedhe, jarak transmisi cendhak, lan rega murah. Biasane digunakake kanggo piranti omah, audio, lan transmisi gambar jarak cendhak.
Miturut jendela frekuensi transmisi optimal: serat mode tunggal konvensional lan serat mode tunggal sing dispersi.
Tipe konvensional: Omah produksi serat optik ngoptimalake frekuensi transmisi serat optik ing dawa gelombang cahya siji, kayata 1300nm.
Jinis dispersion-shifted: Produser serat optik ngoptimalake frekuensi transmisi serat ing rong dawa gelombang cahya, kayata: 1300nm lan 1550nm.
Owah-owahan dadakan: Indeks bias inti serat menyang lapisan kaca tiba-tiba. Nduwe biaya sing murah lan dispersi antar mode sing dhuwur. Cocog kanggo komunikasi kacepetan sedheng jarak cendhak, kayata kontrol industri. Nanging, serat mode tunggal nggunakake jinis mutasi amarga dispersi antar mode cilik.
Serat gradien: indeks bias saka inti serat menyang cladding kaca mboko sithik suda, saéngga cahya mode dhuwur kanggo propagate ing wangun sinusoidal, kang bisa nyuda sawur antarane mode, nambah bandwidth serat, lan nambah jarak transmisi, nanging biaya punika serat Mode sing luwih dhuwur biasane serat kelas.
Spesifikasi serat umum
Ukuran serat:
1) Diameter inti mode tunggal: 9/125μm, 10 / 125μm
2) Diameter cladding njaba (2D) = 125μm
3) Diameter lapisan njaba = 250μm
4) Pigtail: 300μm
5) Multimode: 50 / 125μm, standar Eropah; 62.5 / 125μm, standar Amérika
6) Jaringan industri, medis lan kacepetan rendah: 100/140μm, 200 / 230μm
7) Plastik: 98/1000μm, digunakake kanggo kontrol mobil
Atenuasi serat
Faktor utama sing nyebabake atenuasi serat yaiku: intrinsik, mlengkung, meremas, impurities, ora rata lan bokong.
Intrinsik: Iku mundhut gawan saka serat optik, kalebu: Rayleigh scattering, panyerepan intrinsik, etc.
Bend: Nalika serat ditekuk, cahya ing bagean serat bakal ilang amarga nyebar, nyebabake ilang.
Squeezing: mundhut disebabake rada mlengkung serat nalika diperes.
Kotor: Kotoran ing serat optik nyerep lan nyebarake cahya sing ditularake ing serat, nyebabake kerugian.
Non-seragam: Kerugian sing disebabake dening indeks bias materi serat sing ora rata.
Docking: Mundhut nalika serat docking, kayata: sumbu beda (single-mode serat coaxiality requirement kurang saka 0,8μm), pasuryan mburi ora jejeg sumbu, pasuryan mburi ora rata, diameteripun inti bokong ora cocog, lan kualitas splicing miskin.
Tipe kabel optik
1) Miturut cara laying: kabel optik nduwur sirah mandhiri, kabel optik pipeline, kabel optik dikubur wojo lan kabel optik submarine.
2) Miturut struktur kabel optik, ana: kabel optik tabung bundled, kabel optik bengkong lapisan, kabel optik kenceng, kabel optik pita, kabel optik non-logam lan kabel optik branchable.
3) Miturut tujuane: kabel optik kanggo komunikasi jarak adoh, kabel optik ruangan kanggo jarak cendhak, kabel optik hibrida, lan kabel optik kanggo bangunan.
Sambungan lan mandap kabel optik
Sambungan lan mandap kabel optik minangka katrampilan dhasar sing kudu dikuasai personel pangopènan kabel optik.
Klasifikasi teknologi sambungan serat optik:
1) Teknologi sambungan serat optik lan teknologi sambungan kabel optik minangka rong bagean.
2) Pungkasan kabel optik padha karo sambungan kabel optik, kajaba operasi kudu beda amarga bahan konektor sing beda.
Jinis sambungan serat
Sambungan kabel serat optik umume bisa dipérang dadi rong kategori:
1) Sambungan tetep saka serat optik (umume dikenal minangka konektor mati). Umumé nggunakake serat optik fusi splicer; digunakake kanggo sirah langsung kabel optik.
2) Konektor aktif serat optik (umume dikenal minangka konektor urip). Gunakake konektor sing bisa dicopot (umume dikenal minangka joints longgar). Kanggo jumper serat, sambungan peralatan, lsp.
Amarga incompleteness saka pasuryan mburi serat optik lan non-keseragaman saka meksa ing pasuryan mburi serat optik, mundhut splice saka serat optik dening siji discharge isih relatif gedhe, lan cara fusi discharge secondary saiki digunakake. Pisanan, preheat lan ngeculake pasuryan mburi serat, mbentuk pasuryan pungkasan, mbusak bledug lan lebu, lan nggawe tekanan pungkasan seragam serat kanthi preheating.
Cara ngawasi kanggo mundhut sambungan serat optik
Ana telung cara kanggo ngawasi mundhut sambungan serat:
1. Monitor ing splicer.
2. Ngawasi sumber cahya lan meter daya optik.
3. Metode pengukuran OTDR
Cara operasi sambungan serat optik
Operasi sambungan serat optik umume dipérang dadi:
1. Nangani serat mburi pasuryan.
2. Instalasi sambungan serat optik.
3. Splicing saka serat optik.
4. Proteksi konektor serat optik.
5. Ana limang langkah kanggo tray serat isih.
Umumé, sambungan kabel optik kabeh ditindakake miturut langkah-langkah ing ngisor iki:
Step1: dawa sing apik, bukak lan copot kabel optik, copot sarung kabel
Langkah 2: Resik lan copot tempel ngisi minyak ing kabel optik.
Langkah 3: Bundle serat.
Langkah 4: Priksa jumlah inti serat, nindakake pasangan serat, lan priksa manawa label warna serat bener.
Langkah 5: Nguatake sambungan jantung;
Langkah 6: Macem-macem pasangan garis tambahan, kalebu pasangan garis bisnis, pasangan garis kontrol, garis lemah sing dilindhungi, lan liya-liyane (yen pasangan garis sing kasebut ing ndhuwur kasedhiya.
Langkah 7: Sambungake serat.
Langkah 8: Nglindhungi konektor serat optik;
Langkah 9: panyimpenan persediaan saka serat isih;
Langkah 10: Rampungake sambungan jaket kabel optik;
Langkah 11: Pangreksan konektor serat optik
Serat mundhut
1310 nm: 0,35 ~ 0,5 dB / Km
1550 nm: 0,2 ~ 0,3dB / Km
850 nm: 2,3 nganti 3,4 dB / Km
Mundhut titik fusi serat optik: 0,08dB / titik
Titik sambatan serat 1 titik / 2km
Serat umum
1) Atenuasi
Atenuasi: mundhut energi nalika cahya ditularaké ing serat optik, single-mode serat 1310nm 0.4 ~ 0.6dB / km, 1550nm 0.2 ~ 0.3dB / km; serat multimode plastik 300dB / km
2) Panyebaran
Sawur: Bandwidth pulsa cahya tambah sawise lelungan jarak tartamtu ing sadawane serat. Iki minangka faktor utama sing mbatesi tingkat transmisi.
Dispersi antar-mode: Mung ana ing serat multimode, amarga beda-beda mode cahya ngliwati dalan sing beda.
Dispersi materi: Dawane gelombang cahya sing beda-beda kanthi kecepatan sing beda.
Sawur Waveguide: Iki kedadeyan amarga energi cahya mlaku kanthi kecepatan sing rada beda nalika ngliwati inti lan cladding. Ing serat single-mode, penting banget kanggo ngganti dispersi serat kanthi ngganti struktur internal serat.
Jinis Serat
G.652 titik sawur nol watara 1300nm
G.653 titik sawur nol watara 1550nm
G.654 serat sawur negatif
G.655 serat dispersion-pindhah
Serat gelombang lengkap
3) buyar
Amarga struktur dhasar cahya sing ora sampurna, energi cahya ilang, lan transmisi cahya ing wektu iki ora nduweni directivity sing apik.
Kawruh dhasar babagan sistem serat optik
Pambuka arsitektur lan fungsi sistem serat optik dhasar:
1. Unit ngirim: ngowahi sinyal listrik dadi sinyal optik;
2. Unit transmisi: medium mawa sinyal optik;
3. Unit panampa: nampa sinyal optik lan ngowahi dadi sinyal listrik;
4. Sambungake piranti: sambungake serat optik menyang sumber cahya, deteksi cahya lan serat optik liyane.
Jinis konektor umum
Tipe pasuryan mburi konektor
pasangan
Fungsi utama yaiku nyebarake sinyal optik. Aplikasi penting ana ing jaringan serat optik, utamane ing jaringan area lokal lan ing piranti multiplexing divisi dawa gelombang.
struktur dhasar
Coupler minangka piranti pasif bidirectional. Wangun dhasar yaiku wit lan lintang. Coupler cocog karo splitter.
WDM
WDM—Wavelength Division Multiplexer ngirimake sawetara sinyal optik ing siji serat optik. Sinyal optik iki nduweni frekuensi lan werna sing beda. Multiplexer WDM yaiku pasangan sinyal optik menyang serat optik sing padha; multiplexer demultiplexing kanggo mbedakake sawetara sinyal optik saka siji serat optik.
Multiplexer Divisi Panjang Gelombang (Legenda)
Definisi pulsa ing sistem digital:
1. Amplitudo: Dhuwur pulsa nggambarake energi daya optik ing sistem serat optik.
2. Wektu munggah: wektu sing dibutuhake kanggo pulsa mundhak saka 10% nganti 90% saka amplitudo maksimum.
3. Wektu tiba: wektu sing dibutuhake kanggo pulsa tiba saka 90% nganti 10% saka amplitudo.
4. Jembar pulsa: Jembaré pulsa ing posisi amplitudo 50%, ditulis ing wektu.
5. Siklus: wektu spesifik pulsa yaiku wektu kerja sing dibutuhake kanggo ngrampungake siklus.
6. Rasio kepunahan: Rasio daya lampu sinyal 1 kanggo daya lampu sinyal 0.
Definisi unit umum ing komunikasi serat optik:
1.dB = 10 log10 (Pout / Pin)
Pout: daya output; Pin: daya input
2. dBm = 10 log10 (P / 1mw), yaiku unit sing akeh digunakake ing teknik komunikasi; biasane makili daya optik karo 1 milliwatt minangka referensi;
contone:–10dBm tegese daya optik padha karo 100uw.
3.dBu = 10 log10 (P / 1uw)