Optik tolali aloqaning asosiy tushunchasi.
Optik tola - bu dielektrik optik to'lqin o'tkazgich, yorug'likni to'sib qo'yadigan va yorug'likni eksenel yo'nalishda tarqatadigan to'lqinli tuzilma.
Kvars shishasidan tayyorlangan juda nozik tola, sintetik smola va boshqalar.
Yagona rejimli tolalar: yadro 8-10um, qoplama 125um
Ko'p rejimli tolalar: yadro 51um, qoplama 125um
Optik tolalar yordamida optik signallarni uzatishning aloqa usuli optik tolali aloqa deb ataladi.
Yorug'lik to'lqinlari elektromagnit to'lqinlar toifasiga kiradi.
Ko'rinadigan yorug'likning to'lqin uzunligi diapazoni 390-760 nm, 760 nm dan katta qismi infraqizil nurlar va 390 nm dan kichik qismi ultrabinafsha nurlardir.
Yorug'lik to'lqini ishlaydigan oyna (uchta aloqa oynasi):
Optik tolali aloqada ishlatiladigan to'lqin uzunligi diapazoni yaqin infraqizil mintaqada
Qisqa to'lqin uzunligi (ko'rinadigan yorug'lik, yalang'och ko'z bilan to'q sariq rangli yorug'lik) 850 nm to'q sariq nur
Uzoq to'lqin uzunligi mintaqasi (ko'rinmas yorug'lik hududi) 1310 nm (nazariy minimal dispersiya nuqtasi), 1550 nm (nazariy minimal zaiflashuv nuqtasi)
Elyaf tuzilishi va tasnifi
1.Tolaning tuzilishi
Ideal tolalar tuzilishi: yadro, qoplama, qoplama, ko'ylagi.
Yadro va qoplama kvarts materialidan tayyorlangan va mexanik xususiyatlar nisbatan mo'rt va sindirish oson. Shuning uchun, ikki qatlamli qoplama qatlami, bitta qatron turi va neylon turining bir qatlami odatda qo'shiladi, shuning uchun tolaning moslashuvchan ishlashi loyihaning amaliy qo'llanilishi talablariga etadi.
2.Optik tolalarning tasnifi
(1) Elyaf tolaning kesimining sinishi indeksining taqsimlanishiga ko'ra bo'linadi: u pog'onali turdagi tolaga (bir xil tola) va navli tolaga (bir xil bo'lmagan tola) bo'linadi.
Faraz qilaylik, yadroning sindirish ko'rsatkichi n1 va qoplamaning sinishi ko'rsatkichi n2.
Yadroning yorug'likni uzoq masofalarga o'tkazishini ta'minlash uchun optik tolani qurish uchun zarur shart - n1>n2
Yagona tolaning sinishi indeksining taqsimlanishi doimiy hisoblanadi
Bir xil bo'lmagan tolaning sinishi indeksining taqsimlanish qonuni:
Ular orasida △ - nisbiy sinishi ko'rsatkichlari farqi
a—sindirish ko‘rsatkichi, a=∞—qadam tipidagi sindirish ko‘rsatkichi taqsimot tolasi, a=2—kvadrat-qonun sindirish ko‘rsatkichi taqsimoti tolasi (darajali tola). Bu tola boshqa gradusli tolalar bilan taqqoslanadi. Tarqalish rejimi minimal optimal.
(1) Yadroda uzatiladigan rejimlar soniga ko'ra: ko'p rejimli tolaga va bitta rejimli tolaga bo'linadi
Bu erda naqsh optik tolada uzatiladigan yorug'likning elektromagnit maydonining taqsimlanishiga ishora qiladi. Turli xil maydon taqsimotlari boshqa rejimdir.
Yagona rejim (tolada faqat bitta rejim uzatiladi), multimod (tolada bir vaqtning o'zida bir nechta rejimlar uzatiladi)
Hozirgi vaqtda uzatish tezligiga bo'lgan talablarning ortib borishi va uzatish sonining ko'payishi sababli, metropoliten tarmog'i yuqori tezlik va katta sig'im yo'nalishida rivojlanmoqda, shuning uchun ularning aksariyati bir rejimli pog'onali tolalardir. (O'zining uzatish xususiyatlari multimodli tolaga qaraganda yaxshiroq)
(2) Optik tolaning xususiyatlari:
①Optik tolaning yo'qotish xususiyatlari: yorug'lik to'lqinlari optik tolada uzatiladi va uzatish masofasi oshgani sayin optik quvvat asta-sekin kamayadi.
Elyafning yo'qolishining sabablari quyidagilardan iborat: ulanishning yo'qolishi, yutilishning yo'qolishi, tarqalishning yo'qolishi va egilish nurlanishining yo'qolishi.
Bog'lanishning yo'qolishi - tola va qurilma o'rtasidagi bog'lanish natijasida yuzaga keladigan yo'qotish.
Assimilyatsiya yo'qotishlari yorug'lik energiyasini tolali materiallar va aralashmalar tomonidan singdirilishidan kelib chiqadi.
Tarqalishning yo'qolishi Rayleigh tarqalishiga (sindirish indeksining bir xil emasligi) va to'lqin o'tkazgichning tarqalishiga (materialning notekisligi) bo'linadi.
Bükme nurlanishining yo'qolishi tolaning egilishi natijasida yuzaga keladigan radiatsiya rejimiga olib keladigan yo'qotishdir.
②Optik tolaning dispersiya xususiyatlari: Optik tola orqali uzatiladigan signaldagi turli chastotali komponentlar turli xil uzatish tezligiga ega va terminalga yetganda signal pulsining kengayishi natijasida yuzaga keladigan buzilishning fizik hodisasi dispersiya deb ataladi.
Dispersiya modal dispersiyaga, material dispersiyasiga va to'lqin uzatuvchi dispersiyaga bo'linadi.
Optik tolali aloqa tizimlarining asosiy komponentlari
Qismni yuborish:
Elektr uzatgich (elektr terminali) tomonidan chiqarilgan impuls modulyatsiyasi signali optik transmitterga yuboriladi (dastur tomonidan boshqariladigan signal tomonidan yuboriladi).almashtirishqayta ishlanadi, to'lqin shakli shakllanadi, naqshning teskarisi mos elektr signaliga o'zgartiriladi va optik uzatgichga yuboriladi)
Optik transmitterning asosiy roli elektr signalini tolaga ulangan optik signalga aylantirishdir.
Qabul qiluvchi qism:
Optik tolalar orqali uzatiladigan optik signallarni elektr signallariga aylantirish
Elektr signalini qayta ishlash asl impuls modulyatsiyalangan signalga tiklanadi va elektr terminaliga yuboriladi (optik qabul qiluvchi tomonidan yuborilgan elektr signali qayta ishlanadi, to'lqin shakli shakllanadi, naqshning teskari tomoni teskari bo'ladi ... mos keladigan elektr signali dasturlashtiriladiganga qaytariladialmashtirish)
Transmissiya qismi:
Yagona rejimli tolali, optik takrorlagich (elektr regenerativ takrorlagich (optik-elektr-optik konvertatsiya kuchaytirgichi, uzatish kechikishi kattaroq bo'ladi, to'lqin shaklini shakllantirish uchun impuls qaror qabul qilish davri va vaqt), erbiy qo'shilgan tolali kuchaytirgich (kuchaytirishni yakunlaydi) optik darajada, to'lqin shaklini shakllantirmasdan)
(1) Optik transmitter: Bu elektr/optik konvertatsiyani amalga oshiradigan optik qabul qiluvchidir. U yorug'lik manbai, haydovchi va modulyatordan iborat. Funktsiya yorug'lik to'lqinini elektr mashinasidan yorug'lik manbai tomonidan chiqarilgan yorug'lik to'lqiniga xira to'lqinga aylantirish va keyin modulyatsiyalangan optik signalni optik tolaga yoki uzatish uchun optik kabelga ulashdan iborat.
(2) Optik qabul qiluvchi: optik/elektr konvertatsiyasini amalga oshiradigan optik qabul qiluvchi. Foydali model yorug'likni aniqlash sxemasi va optik kuchaytirgichdan iborat bo'lib, vazifasi optik tola yoki optik kabel orqali uzatiladigan optik signalni optik detektor tomonidan elektr signaliga aylantirish va zaif elektr signalini kuchaytirishdan iborat. signalga yuboriladigan kuchaytiruvchi zanjir orqali etarli daraja. Elektr mashinasining qabul qiluvchi uchi ketadi.
(3) Elyaf / Kabel: tola yoki kabel yorug'lik uzatish yo'lini tashkil qiladi. Funktsiya ma'lumotni uzatish vazifasini bajarish uchun optik tolali yoki optik kabel orqali uzoq masofaga uzatilgandan so'ng, uzatuvchi uchi tomonidan yuborilgan xiralashgan signalni qabul qiluvchi uchining optik detektoriga uzatishdir.
(4) Optik takrorlagich: fotodetektor, yorug'lik manbai va qarorni qayta tiklash sxemasidan iborat. Ikki funktsiya mavjud: biri optik tolada uzatiladigan optik signalning zaiflashuvini qoplash; ikkinchisi to'lqin shakli buzilishining zarbasini shakllantirishdir.
(5) Optik tolali ulagichlar, ulagichlar kabi passiv komponentlar (alohida quvvat berishning hojati yo'q, lekin qurilma hali ham yo'qolgan): chunki tola yoki kabelning uzunligi tolali tortish jarayoni va kabel qurish shartlari bilan cheklangan va tolaning uzunligi ham Limit (masalan, 2km). Shu sababli, bitta optik tolali liniyaga bir nechta optik tolalar ulanishi muammosi bo'lishi mumkin. Shuning uchun optik tolalar o'rtasidagi aloqa, optik tolalar va optik qabul qiluvchilarning ulanishi va ulanishi, optik konnektorlar va ulagichlar kabi passiv komponentlardan foydalanish ajralmasdir.
Optik tolali aloqaning ustunligi
Etkazish tarmoqli kengligi, katta aloqa sig'imi
Kam uzatish yo'qotilishi va katta o'rni masofasi
Kuchli anti-elektromagnit shovqin
(Simsiz aloqadan tashqari: simsiz signallar ko'plab effektlarga ega, ko'p yo'nalishli afzalliklar, soya effektlari, Rayleighning pasayishi, Doppler effektlari
Koaksiyal kabel bilan solishtirganda: optik signal koaksiyal kabeldan kattaroq va yaxshi maxfiylikka ega)
Yorug'lik to'lqinining chastotasi juda yuqori, boshqa elektromagnit to'lqinlar bilan solishtirganda, shovqin kichik.
Optik kabelning kamchiliklari: mexanik xususiyatlari yomon, sinishi oson, (mexanik ish faoliyatini yaxshilaydi, shovqin qarshiligiga ta'sir qiladi), uni qurish uchun uzoq vaqt talab etiladi va geografik sharoitlar ta'sir qiladi.