Manufaa ya mawasiliano ya fiber optic:
● Uwezo mkubwa wa mawasiliano
● Umbali mrefu wa relay
● Hakuna mwingiliano wa sumakuumeme
● Rasilimali nyingi
● Uzito mdogo na ukubwa mdogo
Historia fupi ya Mawasiliano ya Macho
Zaidi ya miaka 2000 iliyopita, taa za taa, semaphores
1880, mawasiliano ya macho ya simu bila waya
1970, fiber optic mawasiliano
● Mnamo mwaka wa 1966, "Baba wa Fiber ya Macho", Dk. Gao Yong alipendekeza kwanza wazo la mawasiliano ya nyuzi za macho.
● Mnamo mwaka wa 1970, Lin Yanxiong wa Taasisi ya Bell Yan alikuwa laser ya semiconductor ambayo inaweza kufanya kazi mfululizo kwenye joto la kawaida.
● Mnamo 1970, Corning's Kapron ilifanya hasara ya nyuzi 20dB / km.
● Mnamo 1977, laini ya kwanza ya kibiashara ya Chicago ya 45Mb / s.
Wigo wa sumakuumeme
Mgawanyiko wa bendi ya mawasiliano na midia sambamba ya usambazaji
Refraction / kuakisi na kuakisi jumla ya mwanga
Kwa sababu mwanga husafiri kwa njia tofauti katika vitu tofauti, mwanga unapotolewa kutoka kwa dutu moja hadi nyingine, kinzani na kuakisi hutokea kwenye kiolesura kati ya dutu hizi mbili. Zaidi ya hayo, pembe ya mwanga uliorudiwa inatofautiana na angle ya mwanga wa tukio. Wakati pembe ya mwanga wa tukio inapofikia au kuzidi pembe fulani, mwanga uliorudiwa utatoweka, na mwanga wote wa tukio utaakisiwa nyuma. Huu ndio mwonekano wa jumla wa mwanga. Nyenzo tofauti zina pembe tofauti za kinzani kwa urefu sawa wa mwanga (yaani, vifaa tofauti vina fahirisi tofauti za kuakisi), na nyenzo sawa zina pembe tofauti za kinzani kwa urefu tofauti wa mwanga. Mawasiliano ya nyuzi za macho inategemea kanuni zilizo hapo juu.
Usambazaji wa kutafakari: Kigezo muhimu cha sifa ya vifaa vya macho ni index ya refractive, ambayo inawakilishwa na N. Uwiano wa kasi ya mwanga C katika utupu kwa kasi ya mwanga V katika nyenzo ni index ya refractive ya nyenzo.
N = C / V
Fahirisi ya refractive ya glasi ya quartz kwa mawasiliano ya nyuzi za macho ni karibu 1.5.
Muundo wa nyuzi
Fiber isiyo na nyuzi kwa ujumla imegawanywa katika tabaka tatu:
safu ya kwanza: katikati high refractive index kioo msingi (msingi kipenyo kwa ujumla 9-10μm, (mode moja) 50 au 62.5 (multimode).
Safu ya pili: ya kati ni mifuniko ya glasi ya silika ya fahirisi ya chini ya refractive (kipenyo kwa ujumla ni 125.μm).
Safu ya tatu: ya nje ni mipako ya resin kwa ajili ya kuimarisha.
1) msingi: index ya juu ya refractive, inayotumiwa kupitisha mwanga;
2) Mipako ya kufunika: index ya chini ya refractive, kutengeneza hali ya jumla ya kutafakari na msingi;
3) Jacket ya kinga: Ina nguvu nyingi na inaweza kuhimili athari kubwa ili kulinda nyuzi za macho.
Cable ya macho ya 3mm: machungwa, MM, mode nyingi; njano, SM, mode moja
Ukubwa wa fiber
Kipenyo cha nje kwa ujumla ni 125um (wastani wa 100um kwa nywele)
Kipenyo cha ndani: mode moja 9um; multimode 50 / 62.5um
Kipenyo cha nambari
Sio matukio yote ya nuru kwenye uso wa mwisho wa nyuzi za macho yanaweza kupitishwa na nyuzi za macho, lakini mwanga wa tukio tu ndani ya aina fulani za pembe. Pembe hii inaitwa aperture ya nambari ya nyuzi. Aperture kubwa ya namba ya fiber ya macho ni faida kwa docking ya fiber ya macho. Wazalishaji tofauti wana apertures tofauti za nambari.
Aina ya fiber
Kulingana na hali ya upitishaji wa mwanga katika nyuzi za macho, inaweza kugawanywa katika:
Multi-Mode (kifupi: MM); Hali Moja (kifupi: SM)
Fiber ya Multimode: Kiini cha glasi cha katikati ni kinene zaidi (50 au 62.5μm) na inaweza kupitisha mwanga kwa njia nyingi. Hata hivyo, mtawanyiko wake wa kati-mode ni mkubwa, ambao unapunguza kasi ya kusambaza mawimbi ya dijiti, na utakuwa mbaya zaidi kwa umbali unaoongezeka.Kwa mfano: nyuzinyuzi 600MB/KM ina kipimo data cha MB 300 pekee kwa 2KM. Kwa hiyo, umbali wa maambukizi ya nyuzi nyingi za mode ni mfupi, kwa ujumla ni kilomita chache tu.
Fiber ya hali moja: Kiini cha glasi cha katikati ni nyembamba (kipenyo cha msingi kwa ujumla ni 9 au 10).μm), na inaweza tu kusambaza mwanga katika hali moja. Kwa kweli, ni aina ya nyuzi za macho za aina ya hatua, lakini kipenyo cha msingi ni kidogo sana. Kwa nadharia, mwanga wa moja kwa moja tu wa njia moja ya uenezi unaruhusiwa kuingia kwenye fiber na kueneza moja kwa moja kwenye msingi wa nyuzi. Mapigo ya nyuzinyuzi hayakunyooshwa.Kwa hiyo, utawanyiko wake wa kati-mode ni mdogo na unafaa kwa mawasiliano ya mbali, lakini utawanyiko wake wa chromatic una jukumu kubwa. Kwa njia hii, fiber ya mode moja ina mahitaji ya juu kwa upana wa spectral na utulivu wa chanzo cha mwanga, yaani, upana wa spectral ni nyembamba na utulivu ni mzuri. .
Uainishaji wa nyuzi za macho
Kwa nyenzo:
Fiber ya kioo: Msingi na kufunika hutengenezwa kwa kioo, na hasara ndogo, umbali mrefu wa maambukizi na gharama kubwa;
Fiber ya macho ya silicon iliyofunikwa na mpira: msingi ni glasi na kufunika ni plastiki, ambayo ina sifa sawa na nyuzi za glasi na gharama ya chini;
Fiber ya macho ya plastiki: Msingi na kifuniko ni plastiki, yenye hasara kubwa, umbali mfupi wa maambukizi, na bei ya chini. Inatumika zaidi kwa vifaa vya nyumbani, sauti, na upitishaji wa picha za umbali mfupi.
Kwa mujibu wa dirisha mojawapo la mzunguko wa maambukizi: nyuzi za kawaida za modi moja na nyuzi za mtawanyiko-modi moja.
Aina ya kawaida: Nyumba ya uzalishaji wa nyuzinyuzi huboresha masafa ya upitishaji wa nyuzi macho kwenye urefu wa wimbi moja la mwanga, kama vile 1300nm.
Aina ya mtawanyiko: Kizalishaji cha nyuzi macho huboresha masafa ya upitishaji wa nyuzi kwenye urefu wa mawimbi mawili ya mwanga, kama vile: 1300nm na 1550nm.
Mabadiliko ya ghafla: Fahirisi ya kuakisi ya msingi wa nyuzi kwenye sehemu ya glasi ni ya ghafla. Ina gharama ya chini na utawanyiko wa hali ya juu wa kati. Inafaa kwa mawasiliano ya umbali mfupi wa kasi ya chini, kama vile udhibiti wa viwanda. Hata hivyo, nyuzinyuzi za modi moja hutumia aina ya mabadiliko kwa sababu ya mtawanyiko mdogo wa modi.
Fiber ya gradient: faharisi ya refractive ya msingi wa nyuzi kwenye ufunikaji wa glasi hupunguzwa hatua kwa hatua, kuruhusu mwanga wa hali ya juu kueneza katika fomu ya sinusoidal, ambayo inaweza kupunguza mtawanyiko kati ya modes, kuongeza bandwidth ya nyuzi, na kuongeza umbali wa maambukizi, lakini gharama ni juu Mode fiber ni zaidi graded fiber.
Vipimo vya kawaida vya nyuzi
Ukubwa wa fiber:
1) Kipenyo cha msingi cha modi moja: 9/125μm, 10 / 125μm
2) Kipenyo cha ufunikaji wa nje (2D) = 125μm
3) Kipenyo cha mipako ya nje = 250μm
4) Nguruwe: 300μm
5) Multimode: 50 / 125μm, kiwango cha Ulaya; 62.5 / 125μm, kiwango cha Marekani
6) Mitandao ya viwanda, matibabu na yenye kasi ya chini: 100/140μm, 200 / 230μm
7) Plastiki: 98 / 1000μm, inayotumika kwa udhibiti wa gari
Upunguzaji wa nyuzi
Sababu kuu zinazosababisha kupungua kwa nyuzi ni: asili, kuinama, kufinya, uchafu, kutofautiana na kitako.
Asili: Ni upotevu wa asili wa nyuzi macho, ikijumuisha: Mtawanyiko wa Rayleigh, ufyonzaji wa ndani, n.k.
Bend: Wakati fiber inapopigwa, mwanga katika sehemu ya fiber itapotea kutokana na kueneza, na kusababisha hasara.
Kuminya: upotevu unaosababishwa na kupinda kidogo kwa nyuzi inapobanwa.
Uchafu: Uchafu katika nyuzi macho hunyonya na kutawanya mwanga unaopitishwa kwenye nyuzi, na kusababisha hasara.
Isiyo sare: Hasara inayosababishwa na fahirisi ya refractive isiyosawazisha ya nyenzo za nyuzi.
Ufungaji: Hasara inayotokana na uwekaji nyuzi, kama vile: shoka tofauti (mahitaji ya ushikamano wa nyuzinyuzi ya modi moja ni chini ya 0.8μm), uso wa mwisho sio perpendicular kwa mhimili, uso wa mwisho haufanani, kipenyo cha msingi wa kitako hailingani, na ubora wa kuunganisha ni duni.
Aina ya cable ya macho
1) Kulingana na njia za kuwekewa: nyaya za macho zinazojitegemea, nyaya za macho za bomba, nyaya za kivita zilizozikwa na nyaya za macho za manowari.
2) Kulingana na muundo wa kebo ya macho, kuna: kebo ya macho ya bomba iliyounganishwa, kebo ya macho iliyosokotwa, kebo ya macho iliyoshikana, kebo ya macho ya Ribbon, kebo ya macho isiyo ya chuma na kebo ya macho inayoweza kuunganishwa.
3) Kulingana na madhumuni: nyaya za macho kwa mawasiliano ya umbali mrefu, nyaya za nje za macho kwa umbali mfupi, nyaya za macho za mseto, na nyaya za macho za majengo.
Uunganisho na kukomesha kwa nyaya za macho
Uunganisho na usitishaji wa nyaya za macho ni ujuzi wa msingi ambao wafanyakazi wa matengenezo ya cable ya macho wanapaswa kuwa na ujuzi.
Uainishaji wa teknolojia ya uunganisho wa nyuzi za macho:
1) Teknolojia ya uunganisho wa fiber ya macho na teknolojia ya uunganisho wa cable ya macho ni sehemu mbili.
2) Mwisho wa cable ya macho ni sawa na uunganisho wa cable ya macho, isipokuwa kwamba operesheni inapaswa kuwa tofauti kutokana na vifaa tofauti vya kontakt.
Aina ya uunganisho wa nyuzi
Uunganisho wa kebo ya fiber optic kwa ujumla inaweza kugawanywa katika vikundi viwili:
1) Uunganisho usiohamishika wa nyuzi za macho (zinazojulikana kama kiunganishi kilichokufa). Kwa ujumla kutumia splicer nyuzi macho fusion; kutumika kwa kichwa cha moja kwa moja cha cable ya macho.
2) Kiunganishi amilifu cha nyuzi macho (kinachojulikana sana kama kiunganishi cha moja kwa moja). Tumia viunganishi vinavyoweza kutolewa (vinavyojulikana kama viungo vilivyolegea). Kwa jumper ya nyuzi, uunganisho wa vifaa, nk.
Kwa sababu ya kutokamilika kwa uso wa mwisho wa nyuzinyuzi ya macho na kutofanana kwa shinikizo kwenye uso wa mwisho wa nyuzi za macho, upotezaji wa sehemu ya nyuzi za macho kwa kutokwa moja bado ni kubwa, na njia ya pili ya muunganisho wa kutokwa. sasa inatumika. Kwanza, preheat na kutekeleza uso wa mwisho wa fiber, sura uso wa mwisho, uondoe vumbi na uchafu, na ufanye shinikizo la mwisho la sare ya nyuzi kwa joto.
Njia ya ufuatiliaji kwa upotezaji wa muunganisho wa nyuzi za macho
Kuna njia tatu za kufuatilia upotezaji wa unganisho la nyuzi:
1. Kufuatilia kwenye splicer.
2. Ufuatiliaji wa chanzo cha mwanga na mita ya nguvu ya macho.
3.OTDR njia ya kipimo
Njia ya uendeshaji wa uunganisho wa nyuzi za macho
Shughuli za uunganisho wa nyuzi za macho kwa ujumla zimegawanywa katika:
1. Utunzaji wa nyuso za mwisho wa nyuzi.
2. Ufungaji wa uunganisho wa fiber ya macho.
3. Kuunganisha nyuzi za macho.
4. Ulinzi wa viunganisho vya nyuzi za macho.
5. Kuna hatua tano kwa tray iliyobaki ya nyuzi.
Kwa ujumla, unganisho la kebo nzima ya macho hufanywa kulingana na hatua zifuatazo:
Hatua ya 1: urefu mwingi mzuri, fungua na uondoe kebo ya macho, ondoa shehena ya kebo
Hatua ya 2: Safisha na uondoe kuweka mafuta ya petroli kwenye kebo ya macho.
Hatua ya 3: Unganisha nyuzi.
Hatua ya 4: Angalia idadi ya nyuzinyuzi, unganisha nyuzi, na uangalie ikiwa lebo za rangi ya nyuzi ni sahihi.
Hatua ya 5: Kuimarisha uhusiano wa moyo;
Hatua ya 6: Jozi mbalimbali za laini za usaidizi, ikiwa ni pamoja na jozi za laini za biashara, jozi za mstari wa udhibiti, mistari iliyolindwa, n.k. (ikiwa jozi za laini zilizotajwa hapo juu zinapatikana.
Hatua ya 7: Unganisha nyuzi.
Hatua ya 8: Kinga kiunganishi cha nyuzi za macho;
Hatua ya 9: uhifadhi wa hesabu ya fiber iliyobaki;
Hatua ya 10: Kamilisha uunganisho wa koti ya cable ya macho;
Hatua ya 11: Ulinzi wa viunganishi vya fiber optic
Upotezaji wa nyuzi
1310 nm: 0.35 ~ 0.5 dB / Km
1550 nm: 0.2 ~ 0.3dB / Km
850 nm: 2.3 hadi 3.4 dB / Km
Upotezaji wa uhakika wa nyuzi za macho: 0.08dB / uhakika
Fiber splicing uhakika 1 uhakika / 2km
Majina ya kawaida ya nyuzi
1) Kupungua
Attenuation: hasara ya nishati wakati mwanga ni zinaa katika nyuzi macho, single-mode fiber 1310nm 0.4 ~ 0.6dB / km, 1550nm 0.2 ~ 0.3dB / km; plastiki multimode fiber 300dB / km
2) Mtawanyiko
Mtawanyiko: Bandwidth ya mipigo ya mwanga huongezeka baada ya kusafiri umbali fulani kando ya nyuzi. Ndio sababu kuu inayozuia kiwango cha maambukizi.
Mtawanyiko wa modi baina: Hutokea tu katika nyuzi za hali nyingi, kwa sababu njia tofauti za mwanga husafiri kwenye njia tofauti.
Mtawanyiko wa nyenzo: Urefu tofauti wa mawimbi ya kusafiri kwa mwanga kwa kasi tofauti.
Mtawanyiko wa Waveguide: Hii hutokea kwa sababu nishati ya mwanga husafiri kwa kasi tofauti kidogo inaposafiri kupitia kiini na kufunika. Katika nyuzi za mode moja, ni muhimu sana kubadili utawanyiko wa nyuzi kwa kubadilisha muundo wa ndani wa nyuzi.
Aina ya Fiber
Sehemu ya mtawanyiko ya G.652 ni karibu 1300nm
Sehemu ya mtawanyiko ya G.653 ni karibu 1550nm
G.654 fiber mtawanyiko hasi
G.655 nyuzinyuzi zilizobadilishwa mtawanyiko
Fiber kamili ya wimbi
3) kutawanyika
Kutokana na muundo usio kamili wa msingi wa mwanga, upotevu wa nishati ya mwanga husababishwa, na uhamisho wa mwanga kwa wakati huu hauna tena uelekezi mzuri.
Maarifa ya msingi ya mfumo wa fiber optic
Utangulizi wa usanifu na kazi za mfumo wa msingi wa fiber optic:
1. Kitengo cha kutuma: hubadilisha ishara za umeme kwenye ishara za macho;
2. Kitengo cha maambukizi: ishara ya macho inayobeba kati;
3. Kitengo cha kupokea: hupokea ishara za macho na kuzibadilisha kuwa ishara za umeme;
4. Unganisha kifaa: kuunganisha fiber ya macho kwenye chanzo cha mwanga, kugundua mwanga na nyuzi nyingine za macho.
Aina za viunganishi vya kawaida
Aina ya uso wa mwisho wa kiunganishi
Wanandoa
Kazi kuu ni kusambaza ishara za macho. Programu muhimu ziko katika mitandao ya nyuzi macho, haswa katika mitandao ya eneo la karibu na katika vifaa vya kuzidisha vya mgawanyiko wa wavelength.
muundo wa msingi
Coupler ni kifaa cha kutazama pande mbili. Fomu za msingi ni mti na nyota. Coupler inalingana na mgawanyiko.
WDM
WDM-Sehemu ya Wavelength Multiplexer hupitisha ishara nyingi za macho katika nyuzi moja ya macho. Ishara hizi za macho zina masafa tofauti na rangi tofauti. Multiplexer ya WDM ni kuunganisha ishara nyingi za macho kwenye nyuzi sawa ya macho; multiplexer demultiplexing ni kutofautisha ishara nyingi za macho kutoka kwa fiber moja ya macho.
Multiplexer ya Idara ya Wavelength (Hadithi)
Ufafanuzi wa mapigo katika mifumo ya kidijitali:
1. Amplitude: Urefu wa mpigo unawakilisha nishati ya nguvu ya macho katika mfumo wa fiber optic.
2. Muda wa kupanda: muda unaohitajika kwa pigo kuongezeka kutoka 10% hadi 90% ya amplitude ya juu.
3. Wakati wa kuanguka: muda unaohitajika kwa pigo kuanguka kutoka 90% hadi 10% ya amplitude.
4. Upana wa Pulse: Upana wa pigo kwenye nafasi ya amplitude ya 50%, iliyoonyeshwa kwa wakati.
5. Mzunguko: muda maalum wa mapigo ni muda wa kufanya kazi unaohitajika ili kukamilisha mzunguko.
6. Uwiano wa kutoweka: Uwiano wa nguvu ya mwanga wa mawimbi 1 kwa nguvu ya mawimbi 0.
Ufafanuzi wa vitengo vya kawaida katika mawasiliano ya nyuzi za macho:
1.dB = 10 log10 (Pout / Pini)
Pout: nguvu ya pato; Pini: nguvu ya kuingiza
2. dBm = 10 log10 (P / 1mw), ambayo ni kitengo kinachotumiwa sana katika uhandisi wa mawasiliano; kawaida huwakilisha nguvu ya macho na milliwati 1 kama rejeleo;
mfano:-10dBm inamaanisha kuwa nguvu ya macho ni sawa na 100uw.
3.dBu = 10 log10 (P / 1uw)