Optisko šķiedru pārraides komunikācijas princips tiek sasniegts, pamatojoties uz optisko signālu kopējo atspoguļojumu optiskās šķiedras iekšpusē.
Tā pamatā ir princips, ka dažādu vielu gaismas izplatīšanās ātruma dēļ, kad gaisma tiek virzīta no vienas vielas uz otru, abu vielu saskarnē notiek refrakcija un atstarošana. Turklāt refrakcijas leņķis mainās atkarībā no krītošās gaismas leņķa. Kad krītošās gaismas leņķis sasniedz vai pārsniedz noteiktu leņķi, lauztā gaisma pazūd un visa krītošā gaisma tiek atstarota atpakaļ, ko sauc par kopējo gaismas atstarošanos.
Tātad, kāda ir optisko šķiedru struktūra, lai nodrošinātu optisko signālu pilnīgu atstarošanos, un vai visi optiskie signāli var tikt pilnībā atspoguļoti? Uzzināsim par optisko šķiedru uzbūvi un veidiem.
Optisko šķiedru struktūra un veidi
Optiskās šķiedras struktūra: Optisko šķiedru tukšās šķiedras parasti iedala trīs slāņos: centrālā stikla kodols ar augstu refrakcijas koeficientu (serdes diametrs parasti ir 50 vai 62,5 μm) ar zemu refrakcijas koeficientu silīcija stikla apšuvumu vidū (parasti ar diametru 125 μm) Ārējais slānis ir pārklājuma slānis, ko izmanto pastiprināšanai.
N.A.: Šķiedra nevar pilnībā pārraidīt gaismu, kas krīt uz šķiedras gala virsmu, var pārraidīt tikai krītošo gaismu noteiktā leņķa diapazonā. Šo leņķi sauc par optiskās šķiedras skaitlisko apertūru. Lielāka optisko šķiedru skaitliskā apertūra ir noderīga šķiedru dokstacijā. Dažādu ražotāju ražoto optisko šķiedru skaitliskā apertūra atšķiras.
Optisko šķiedru veidi:
A. Atbilstoši gaismas pārraides režīmam optiskajās šķiedrās to var iedalīt vienmoda optiskajās šķiedrās un daudzmodu optiskajās šķiedrās.
B.Sadalīts ar optimālo pārraides frekvences logu: parastā vienmoda šķiedra un dispersijas nobīdīta vienmoda šķiedra.
C.Pēc refrakcijas indeksa sadalījuma to var iedalīt mutācijas tipa un gradienta tipa optiskajās šķiedrās.
Kas ir vienmoda šķiedra un daudzmodu šķiedra?
Vairāki-režīma šķiedra:Centrālā stikla serde ir biezāka (50 vai 62,5) μm) Tas var pārraidīt vairākus gaismas režīmus. Bet tā intermodālā izkliede ir salīdzinoši liela, kas ierobežo digitālo signālu pārraidīšanas biežumu un kļūst smagāka, palielinoties attālumam. Piemēram, 600 MB/KM šķiedras joslas platums ir tikai 300 MB pie 2 km. Tāpēc attālums vairāku režīmu optiskās šķiedras pārraidei ir salīdzinoši tuvs, parasti tikai daži kilometri.
Viens-režīma optiskā šķiedra:Stikla vidusdaļa ir salīdzinoši plāns (seroča diametrs parasti ir 9 vai 10) μm) Var pārraidīt tikai vienu gaismas veidu. Tāpēc tā intermodālā izkliede ir maza un piemērota attālinātai saziņai, bet tās hromatiskajai izkliedei ir liela nozīme. Tāpēc vienmoda šķiedrām ir augstas prasības attiecībā uz gaismas avota spektrālo platumu un stabilitāti, tas ir, spektrālajam platumam jābūt šauram un stabilitātei jābūt labai.
Kas ir parastās vienmoda šķiedras un dispersijas nobīdes vienmoda šķiedras?
Tradicionālais veids:Optisko šķiedru ražotāji optimizē optisko šķiedru pārraides frekvenci vienā gaismas viļņa garumā, piemēram, 1300 nm.
Dispersijas pārvietošanas veids:Optisko šķiedru ražotāji optimizē optisko šķiedru pārraides frekvenci līdz diviem gaismas viļņu garumiem, piemēram, 1300 nm un 1550 nm.
Kas ir mutācijas tipa un gradienta tipa optiskās šķiedras?
Mutanta tips:Refrakcijas indekss no optiskās šķiedras centra kodola līdz stikla apšuvumam ir pēkšņs. Tam ir zemas izmaksas un augsta starprežīmu izkliede. Piemērots neliela attāluma maza ātruma sakariem, piemēram, rūpnieciskai vadībai. Tomēr mazās intermodālās izkliedes dēļ visas vienmodas šķiedras pieņem mutācijas veidu.
Gradienta tipa šķiedra:Refrakcijas koeficients no šķiedras centrālās kodola līdz stikla apšuvumam pakāpeniski samazinās, ļaujot augsta režīma gaismai izplatīties sinusoidālā veidā, samazinot starprežīmu izkliedi, palielinot šķiedras joslas platumu un palielinot pārraides attālumu. Tomēr izmaksas ir salīdzinoši augstas. Mūsdienās daudzmodu šķiedras pārsvarā ir gradienta tipa šķiedras.
Tātad, kāpēc mēs izvēlamies optisko šķiedru pārraidi, nevis kabeļa pārraidi? Parunāsim par optiskās šķiedras priekšrocībām:
- Optisko šķiedru caurlaides josla ir ļoti plaša. Teorētiski tas var sasniegt 3 miljardus megahercu.
- Nereleja posms ir vairākus desmitus līdz vairāk nekā 100 kilometrus garš, un vara stieple ir tikai dažus simtus metrus gara.
- Neietekmē elektromagnētiskie lauki un starojums.
- Viegls un maza izmēra. Piemēram, 900 pāru vītā pāra kabeļu ar diametru 3 collas un svaru 8 tonnas/km var pieslēgt 21000 līnijām. Un optiskais kabelis ar desmitkārtīgu sakaru apjomu, kura diametrs ir 0,5 collas un svars 450 P/KM.
- Optisko šķiedru komunikācija nav elektrificēta, un to var droši izmantot uzliesmojošās un sprādzienbīstamās vietās.
- Plašs apkārtējās vides temperatūras diapazons lietošanai.
- Ķīmiskā izturība pret koroziju un ilgs kalpošanas laiks.