سیستم های ارتباطی نوری اگر فرض کنیم که از دست دادن جذب در شیشه، به علت عوامل مختلف، مستقل از یکدیگر هستند، رابطه معتبر است. مراکز جذب موثر یونهای گروه هیدروکسیل OH را تشکیل می دهند که به طور ناگزیر حضور دارند
کار خوب شما در پایگاه دانش ساده است. از فرم زیر استفاده کنید.
دانشجویان، دانشجویان تحصیلات تکمیلی، دانشمندان جوان که از دانش و دانش خود در زمینه تحصیل و کار خود استفاده می کنند، بسیار سپاسگزار خواهند بود.
ارسال شده در http://www.allbest.ru/
سخنرانی 14 سیستم های نوری ارتباطات
سیستم های ارتباطی نوری طبقه بندی طرح ها ویژگی ها ساختار و عناصر خطوط ارتباطی. منابع تابش راهنماهای نور اثرات فیزیکی که عامل عملکرد دستگاه است. نمایش ها سازه ها برنامه
14.1 سیستم های ارتباطی نوری. طبقه بندی طرح ها . ویژگی های خاص
توسعه سیستم شدید ارتباطات نوری با شروع لیزر آغاز شد. با این حال، با گذشت زمان مشخص شد که، به استثنای برخی از موارد، خطوط ارتباطی لیزری باز نمی توانند به دلیل وابستگی شدید تضعیف سیگنال نوری در شرایط هواشناسی، قابلیت اطمینان لازم را فراهم کنند. بنابراین، پتانسیل ارتباطات نوری برای مدت زمان طولانی تقریبا غیرقابل تحمل باقی مانده است. این تنها در اواسط دهه 60 میلادی قرن بیستم بود که ایده استفاده از راهنماهای نور فیبر نوری برای این منظور متولد شد. رهبری نور تابش یخچال دستگاه
توابع انجام شده سیستم های فیبر نوری ارتباطی، (VOSS) به طور مداوم در حال گسترش است. VOSS و آنها عنصر اصلی - خط ارتباطی فیبر نوری (FOCL) باید خطوط ارتباطی کابل را در سیستم های اطلاعات موجود جایگزین کند.
در وابستگی ها از پیکربندی ساختاری طرح ها VOSS را می توان تقسیم کرد به چهار نوع تقسیم می شود:
طول بازه (شکل 1.29، a)، در امتداد خطوط (شکل 1.29 ب)، شعاعی (شکل 1.29، ج) و شبکه (شکل 1.29، د) بسته شده است. کوتاه ترین طول FOCL و بزرگترین سهولت اتصال دستگاه های ترمینال (T) توسط دو نمودار ساختار اول ارائه شده است.
با این وجود، با افزایش تعداد ترمینالها، مصرف انرژی نوری افزایش می یابد و توزیع آن در ساختارهای WOSS ناهموار می شود. بنابراین، گیرنده باید کنترل شدت پهنای باند وسیع را داشته باشد. ضعف دو ساختار اول جهام همچنین پهنای باند کم به علت انتقال پی در پی از اطلاعات است.
سازه های شعاعی VOSS مدارهای موازی هستند. تایپ کنید توصیه می شود از آنها با تعداد زیادی از دستگاه های ترمینال و طول فیبر نوری کوچک استفاده کنید.
عنصر اجباری ساختار شعاعی رایج برای همه دستگاههای مبادله اطلاعات پایانه ها (SWI) است که کانال های ارتباطی را بین مشترکین برقرار می کند.
ساختار شبکه WOSS با تعداد کمی از دستگاه های پایان کار موثر است. این نوع VOSS دارای بالاترین سرعت، قابلیت اطمینان بالا و حداکثر استفاده از انرژی تابش دهنده فرستنده است. مشخص است که شکستن یک اتصال بین پایانه ها منجر به شکست تمام دستگاه نمی شود به طوری که با بازسازی مدار، شما می توانید جهت انتقال اطلاعات دور از اتصال آویزان تغییر دهید.
بسته به طول FOCL ها عبارتند از:
خط طولانی، یا تنه
- خطوط متوسط یا طول عمقی؛
کوتاه یا خطوط ارتباطی داخلی
خطوط تنه باید پهنای باند بالایی داشته باشند (حداقل 10 8 ... 10 10 بیت / ثانیه) و یک فاصله پذیرش بزرگ (حداقل 7 ... 10 کیلومتر).
خطوط بین خطی متوسط طول (5 ... 5 کیلومتر) در نظر گرفته شده برای برقراری ارتباط بین PBX و مشترکین هستند؛ ساخت سیستم های تلویزیون کابلی؛ برقراری ارتباط با رایانه های مرکزی با کارایی بالا با به دست آوردن اطلاعات از راه دور و پردازش های اولیه؛ اتصالات کامپیوتر با پایانه های راه دور؛ ارتباط مراکز اداری و مدیریت با تقسیمات در انجمن های صنعتی بزرگ.
خطوط کوتاه ارتباطی با مناطق وسیع و متنوع و شرایط استفاده مشخص می شود. طول این خطوط می تواند از واحد تا ده ها و صدها متر متفاوت باشد. طول سیستم نسبتا بزرگ (100 متر) برای سیستم هایی مانند: تلفن داخلی و ارتباطات ویدئویی مورد نیاز است. دستگاه های کنترل از راه دور صنعتی؛ خطوط اطلاعاتی داخلی اشیاء بزرگ تلفن همراه.
خطوط کمتری (10 ... 30 متر) برای سیستم های کامپیوتری چند پروسسور بزرگ، نگهداری از سیستم های مختلف کنترل خودکار و دستگاه های اتوماسیون گسسته مورد نیاز است.
حتی خطوط کوتاهتر ارتباطات در مقادیر بسیار زیاد برای اتصالات داخلی و بین بلوک یک کامپیوتر مورد نیاز است، نصب بلوک های ورودی ابزار دقیق تحت شرایط دخالت خارجی.
ویژگی های متمایز سیستم های فیبر نوری ارتباطات:
- ابعاد کوچک و وزن به دلیل کوچک تراکم تمام مواد خام و رها کردن صفحه نمایش فلزات سنگین. در مقایسه با کابل های منسجم بر اساس کابل های کواکسیال، افزایش در این شاخص ها حداقل 3 تا 5 بار و گاهی اوقات یک نظم کامل است؛
- سازگاری الکترومغناطیسی خوب و ایمنی بالا سر و صدا؛
- فقدان مدارهای ارتباطی بسته از طریق زمین بین فرستنده و گیرنده، توانایی کار با ولتاژ بالا بدون دستگاه جدا کردن؛
- پهنای باند (20 ... 200 مگاهرتز در هنگام استفاده از LED ها و تا 1 ... 3 گیگاهرتز در هنگام استفاده از لیزرها)، بر خلاف سیستم های کواکسیال، منجر به وابستگی ولتاژ به فرکانس نمی شود.
محرمانه بالا انتقال اطلاعات به علت عدم وجود تابش در فضای اطراف توسط الیاف؛
- هزینه بالقوه کم به دلیل جایگزینی فلزات گرانبها غیر مس غلیظ (مس، سرب) با مواد خام نامحدود و سهولت تولید (شیشه، کوارتز، پلیمر)؛
-Explosive، بدون arcing و کوتاه است بسته شدن درسیستم
14.2 درجه سانتیگرادساختار و عناصر خطوط ارتباطی
14.2.1 ساختار
ساختار VOSS شامل عناصر است که می تواند به سه گروه بزرگ ترکیب شود:
-VOLS (ماژول های ارسال و دریافت، فیبر نوری کابل)؛
- دستگاه های مبادله اطلاعات (دستگاه های کنترل و سوئیچ های نوری)؛
- دستگاه های ترمینال (پایانه ها).
ریزپردازنده کنترل و کارکرد دستگاه را برای تبادل اطلاعات کنترل می کند و خروجی آن کد های کانال های متناوب BOLC را تشکیل می دهد.
خط ارتباط فیبر نوری (شکل 1.30) شامل واحدهای ساختاری زیر است: کد کننده الکترونیکی ورودی (CG)، ماژول انتقال، کابل نوری، تکرار کننده، ماژول دریافتی، دستگاه رمزگشایی الکترونیکی خروجی (DCU).
ماژول انتقال یک سیگنال دیجیتال را به یک پالس جاری تبدیل می کند که LED را کنترل می کند. هنگام استفاده از لیزر نیمه هادی، مدار ماژول حاوی یک مدولاتور و یک مدار منبع تغذیه است. ماژول دریافتی، علاوه بر ورودی فوتوودود، شامل یک مدار می شود به دست آوردن عکس های ضعیف، آشکارساز و تقویت کننده خروجی. معمولا هر دو ماژول داشته باشند ورودی و خروجی سیگنال در سطوح مدار TTL و ارائه سرعت انتقال اطلاعات تا 500 مگابیت در ثانیه.
یک تکرار ترکیبی از گیرنده و فرستنده است.
بسته به هدف خط، او طول، سرعت، کیفیت عناصر استفاده شده از ساختار فیبر نوری خط ارتباطی ممکن است تحت تغییراتی قرار گیرد. اگر خط بسیار کوتاه است، نیازی به تکرار وجود ندارد.
برای کدگذاری اطلاعات در خطوط فیبر نوری، مدولاسیون کد پالس راحت تر است، زیرا به طور قابل توجهی الزامات خطی بودن ویژگی های فرکانس دامنه و ویژگی های نویز تکرار را کاهش می دهد.
هنگام ساخت خطوط طولانی، مهم است که طول کابل مجاز بین فرستنده های مجاور (طول بخش فرستنده) افزایش یابد. برای به دست آوردن طول بخش مجدد دریافت از 10 کیلومتر در خط با سرعت انتقال داده بالا (10 8 بیت / ثانیه)، لازم است از الیاف خود هدایت با تلفات بیش از 5 دسی بل / کیلومتر استفاده شود. در خطوط کوتاه (کمتر از 1 کیلومتر)، سرعت انتقال فوق العاده بالا می تواند بر روی فیبرهای هر نوع با تلفات نسبتا بالا (20 dB / km) به دست آید.
14.2.2 عناصر سیستم های ارتباطی
لیزرها خطوط ارتباطی فیبر نوری با سرعت بالا ارائه می دهند: فرکانس مدولاسیون یک سیگنال می تواند در محدوده گیگاگرتز باشد.
در کیفیت فتوکپیبرای خطوط ارتباطی نوری، فتوالدئید با سرعت بالا، حساسیت و نویز کم است. گسترده ترین ساختار p-i-n. در انتهای عکس گیرنده خط فیبر نوری، باید مقدار قدرت نوری 10 -3 ... 10 -9 W باشد.
در کیفیت تقویت کننده های نوریلیزرهایی که در حالت تقویت کننده یا تکرار کننده های الکترونی هیبریدی که شامل یک عکاس، تقویت کننده الکترونیکی و رادیاتور می باشند، می توانند برای بازسازی نور در مسیر استفاده شوند.
دستگاه های ورودی، خروجیورودی تابش در فیبر امکان پذیر است اگر قسمتهای مقطعی پرتو و هسته داخلی فیبر مطابقت داشته باشد،
شار نور به انتهای فیبر وارد می شود، بنابراین باید مسطح و شفاف باشد و هواپیما آن به طور عمیق به محور فیبر است.
انتهای خروجی فیبر به قسمت های حساس نور فتوایدیوچسبانده می شود.
خسارات انعکاس Fresnel از انتهای پرتوهای نور، طبیعی به سطح آن، از 0.4 dB فراتر نمی رود و با آماده سازی ویژه پایان - 0.05 dB.
لیزرهای نیمه هادی هدایت تابشی بدتری نسبت به حالت جامدات دارند. بنابراین، برای GaAlAs heterolaser با فیبر، بسته به دیافراگم دومی، بازده ورودی به دست می آید: با الیاف شیشه ای معمولی - = 70٪، با فیبر نوری از شیشه بورسیلیکات خالص - 60٪، برای الیاف استاندارد کوارتز - 30٪.
در هنگام اتصال فیبرهای نوری با دیودهای نور (I)، که دارای یک الگوی پرتوی گسترده هستند، وضعیت پیچیده تر است (شکل 1.3). در ساده ترین حالت، هنگامی که یک امیتر صاف (2) به انتهای بسته نرم افزاری چند ضلعی (3) با چسب (4) چسبانده می شود، از دست دادن بسته بندی B از ضایعات بسته و دیافراگم B تا بسیار قابل توجه است.
برای راهنماهای نور دیافراگم بالا، بازده استفاده از چهره پایان در 0.5 ... 0.7 و برای دیافراگم کم آن برابر با 0.4 است.
برای ایجاد یک اتصال معتبر و با کیفیت بالا، زبری از انتهای فیبر R z باید برابر با 0.05 باشد، مسطح بودن بدتر از 1 میکرون نیست، لبه غیر عمودی با توجه به محور فیبر در 0.5 ... 1.0 درجه است که توسط سنگ زنی و صیقل تضمین می شود.
مقایسه با لیزرهای نیمه هادی نشان می دهد که هنگام اتصال دائم نور با LED با دیافراگم بالا منم خسارات اضافی در ورودی 2 ... 4 دسی بل، با خسارت کم دیافراگم - 10 ... 12 دسی بل.
بهترین تطبیق نوری با یک ناحیه ترسیم کننده کوچک و الگوی تابش بهبود یافته نور تولید شده توسط آن به دست می آید (شکل 1.3.32). قرار دادن هسته فیبر هدایت کننده نور (3)
مستقیما بالای منطقه فعال (2) دیود نوری هترو نور (I) اجازه می دهد یک کاهش ضرر را تا منبع لیزری مقایسه کند.
هنگام استفاده از تابش لبه (2) LED (I)، جفت شدن با هدایت نور (3) (شکل 1.33) تقریبا همانند در مورد یک منبع لیزری انجام می شود:
مشکل این است که چراغ در یک جهت تابش می کند.
بهره وری ورودی تابش از منبع نیمه هادی به فیبر با استفاده از سیستم های مختلف تمرکز افزایش می یابد.
یکی از گزینه های مناسب برای پیاده سازی دستگاه ورودی لنز این است که پایان دادن به فیبر را به ذوب تبدیل کند آنها شکل نیمکره ای
اتصالات تقسیم شده لازم برای انتقال اطلاعات در فاصله های متوسط و نزدیک است. اتصالات نوری باید به شرح زیر باشد: الزامات: کمترین زیان؛ مقاوم در برابر فشار مکانیکی، دما و تابش؛ محافظت از ترکیب از تماس با گرد و غبار، رطوبت، مواد شیمیایی.
اساس طراحی اتصالات است دستگاه تنظیم. این معمولا یک بوش دور است که در آن فیبر با یک قطره رزین اپوکسی ثابت یا توسط نیروهای الاستیک نگه داشته می شود. قطعات مچ دست و پین با مهره ای متصل می شوند. برای همجوشی متقابل آستین، یک آستین جهتدار در قالب یک لوله فولادی سفت و سخت دقیق ارائه شده است. از دست دادن اتصال در اتصالات پلاگین 2 dB تجاوز نمی کند.
تنها با استفاده از اصل تفکیک فرد از فیبرهای فردی، تلفات کم می تواند باشد. در طراحی یک اپتروسپرس معمولی (شکل 1.34)، هر فیبر مرکب و ثابت در فضای بین دیوارهای سه عنصر سطح بندی استوانه ای ساخته شده از پلاستیک یا لاستیک فشرده شده است. فیبرهای یک کابل که توسط این ماتریس از سیلندرهای پلاستیکی نگهداری می شوند، به شدت در برابر فیبرهای مربوط به یک کابل دیگر قرار می گیرند، به طوری که سیگنال نور مستقیم از یک فیبر به دیگری. این طراحی شبیه به دستگاه های دارای V شکل شیارها بر روی پایین آن الیاف جداگانه است. اتصال مشخص شده به شما اجازه می دهد تا 6 ... 12 الیاف را بیان کنید.
اتصالات نوری با اسپلایزر فردی فیبرهای خاص با خسارات گذرا بسیار کوچک و ضریب خسارت بین کانال های مجاور بیش از 70 دسی بل است.
برای شاخه ای از خطوط ارتباطی فیبر استفاده می شود اتصال ستاره. اساس ترکیب این است میکسر نوری، که یک قطعه از فیبر یکپارچه با پایه نقره ای است (شکل 1.35). با توجه به اثر انعکاس چندگانه، شار نورانی در آن به طور مساوی به تمام فیبرهای نوری متصل تقسیم می شود. اتصال ستاره باعث کاهش حداقل سیگنال بین پایانه ها، از بین رفتن هرگونه زوایای کانال، ضعیف می شود خودشان وابستگی به تعداد کانال های متصل شده، قابلیت اطمینان بالا ارتباطات.77
چسب، لحیم کاری و جوشکاری برای ایجاد فیبر فیبر نوری استفاده می شود. این عملیات ها به ترتیب از هم ترازی فیبرهای جفت شده پیش می آید که با استفاده از یک لوله ی محکم پوشش، یک لوله فلزی از مقطع مربع، شیارهای U شکل، شکاف های تشکیل شده توسط میله های کنترل دقیق،
هنگام چسباندن، شکاف بین انتهای فیبرها با یک قطره مایع غوطه وری، که از رزین های اپوکسی، چسب، در اشعه ماورای بنفش محافظت می شود، ریخته می شود. از دست دادن ترکیبات 0.1 ... 0.6 dB است.
لحیم کاری فیبر با استفاده از شیشه های کم دما انجام می شود. در این مورد، تلفات در ارتباط برابر با 0.2 ... 0.45 دسی بل است.
در حال حاضر به شرح زیر استفاده می شود انواع جوشکاری فیبر:
لیزر، پلاسما، گاز پلاسما، قوس الکتریکی، با استفاده از یک عنصر حرارت. استحکام مکانیکی جوش داده شده به میزان 60 ... 70٪ در مقایسه با مقاومت فیبر خود و کاهش میانگین در نقطه جوشکاری نه بیش از 0.2 ... O، 38 دسی بل.
14. 3 منابع تابش
خطوط ارتباطی فیبر نوری سخت تر و دقیق تر قرار می دهند نیازهای منبع رادیویی. با توجه به طول زیاد فیبر (فیبر نوری)، به ویژه برای کاهش ضریب سیگنال، به ویژه هماهنگی دقیق از ویژگی های طیفی امیتر و فیبر مورد نیاز است. مقدار از دست دادن هنگام ورود به رادیو به فیبر نوری به علت زاویه واگرایی اشعه در پرتو تابش. از آنجا که سرعت انتشار شعاع به طول موج بستگی دارد، در طول این فرآیند، تفکیک اجزای طیفی آن (پراکندگی رنگی) رخ می دهد، که بیشتر قابل توجه است، طولانی تر خط نوری ارتباطات و ویژگی طیف وسیع رادیاتور. برای مثال، با پاسخ عرض طیف 35 ... 45 نانومتر، محصول پهنای باند انتشار نوری در هر طول خط به 100 ... I40 MHz * km محدود می شود. بنابراین، هنگام ارسال توسط کانال های نوری مقدار زیادی از اطلاعات به فرستنده های با سرعت بالا نیاز دارد.
منابع تابش بر اساسآل xگا 1- xهمانطور که ترکیب کاملی از خواص برای استفاده در خطوط ارتباطی فیبر نوری، به طور عمده برای این اهداف توسعه یافته است و یا منبع هایی هستند که تابش منعکس کننده عمود بر سطح انتقال یا در طول آن است.
در خطوط ارتباطی فیبر نوری نیز استفاده می شود دیودهای لیزری در Al x Ga 1 x As، که سرعت تا IGHz و زاویه واگرا 40 ° 10 °، در حالی که برای فرستنده های LED در بهترین حالت، این مقادیر 200 مگاهرتز و 120 × 40 درجه است. با این حال، فرستنده ها ارزان تر و کوچکتر از دیودهای لیزری هستند، کمتر حساس به تغییرات دما، پایدار هستند، دارای ویژگی های تقریبا خطی وات آمپر است، که در هنگام کار با سیگنال های آنالوگ قابل توجه است.
فرستنده های مناسب LED ها و لیزرهای مبتنی بر هستند ساختارهای هترواستارGaAlAs و iAG حالت جامد- Nd- لیزرهایی که توان رادیوی قابل توجهی دارند (~ I0 ... 50 مگاوات) و سهولت ورود آن به فیبر. برای LED های GaAlAs، مقدار معمولی قدرت تابش 0.1 ... 5 مگاوات است.
در کیفیت گیرندهبه عنوان یک فتودر تک یا ماتریس - فوتودیود بهمن یا p-i-n photodiode خدمت می کند.
در حال حاضر استفاده می شود سه انواع اصلی فتودرهای مبتنی بر GaAs و Al x Ga 1 - x As: با همجنس بازی، معمولا با انتشار روی، به دست می آید epitaxial باهتجربه ها, دیودهای مانع شاتکی.
در همجوشی در فتوشاپ، ضخامت لایه انتقال تابش باید حداقل باشد تا نسل حامل در نزدیکی اتصال pn رخ دهد. با این حال، این باعث افزایش مقاومت در برابر لایه سطحی می شود و بنابراین کارایی تبدیل را کاهش می دهد. حساسیت طیفی این دستگاه ها با افزایش انرژی فوتون به شدت کاهش می یابد. Heterojunctions از این معایب به دلیل اثر "پنجره" محروم هستند. آنها مشخص هستند مزایای زیر:
فوتون هایی با انجیر E g 2\u003e hn\u003e E g 1 تقریبا بدون جذب از طریق ماده پر از شکاف عبور می کنند و در نزدیکی منطقه شارژ فضایی جذب می شوند و جفت الکترون-سوراخ را تشکیل می دهند؛
فاکتور جداسازی برای چنین حامل ها ممکن است نزدیک به یکپارچگی باشد، زیرا در این مورد، منطقه جذب تقریبا با منطقه جداسازی همخوانی دارد؛
ضخامت ناحیه پراکندگی ناحیه هتروپاتی می تواند بزرگ باشد و سطح دوپینگ بالا است، که باعث کاهش ضربان در مقاومت سری می شود.
راهنماهای نور 14.4. اثرات فیزیکی بر اساس دستگاه . نمایش ها سازه ها برنامه
انتقال نور از طریق فیبرهای فیبر نوری بر اساس استفاده از کل اثر انعکاس داخلی، ابتدا آزمایش شده توسط Tyndall در سال 1870 مشاهده شده است. مکانیزم انتقال نور را بر روی مثال یک LED کلاسیک - فیبر دو لایه استوانه ای را در نظر بگیرید. از آنجا که هسته داخلی اپتیکی ضخیم تر از پوسته است (n1\u003e n2)، پس برای اشعه های ورودی به چراغ در زاویه های کوچک با توجه به محور سیلندر، شرایط بازتاب داخلی در کل راضی است. در نتیجه، زمانی که یک موج نور با مرز با پوسته می افتد، تمام انرژی آن در داخل هسته منعکس می شود. همانطور که بیشتر با همه بازتاب های بعدی رخ می دهد. بنابراین، نور در طول محور فیبر، بدون ترک پوسته منتشر می شود. حداکثر زاویه انحراف از محور، که در آن کامل است بازتاب داخلی، تعیین شده توسط نسبت
برابری (1.8) برای N = (n1-n2)<=n1 . Величина А 0 называется دیافراگم عددی فیبر و ویژگی مهم آن است که با امیتر وصل شده است. برای راهنماهای نورپردازی A 0 = 0.18 ... 0.23، برای شیب A 0 = 0.13 ... 0.18. اشعه هایی که در انتهای صورت قرار دارند، در زاویه q\u003e q0 (اشعه های باز دیافراگم)، در تعامل با پوسته، نه تنها منعکس می شوند، بلکه انشعاب می شوند، بخشی از انرژی هسته را ترک می کند. در پایان، پس از بسیاری از مواجهه با مرز هسته - پوسته چنین پرتوها به طور کامل از فیبر نوری پراکنده است.
اشعه ها در امتداد فیبر پخش می شوند، حتی اگر شاخص انکسار از مرکز به لبه به مرحله ای نرسد، اما به تدریج (معمولا طبق قانون نزدیک به پارابولیک) کاهش می یابد.
در چنین فیبرهایی، به علت انکسار، اشعههایی که در انتهای صورت قرار دارند در نزدیکی خط مرکزی قرار دارند. هر بخش فیبر، به عنوان یک لنز فوکوس کوتاه عمل می کند، که باعث ایجاد فوکوس خودکار می شود. چنین الیاف نامیده می شوند خودمختارییا راهنمای نور شیب.
الیاف نوری ساخته شده اند دو روش معمول
روش رسوب بخار بر اساس درجه حرارت بالا (I200 ... I600 ° C) واکنش دریافت کوارتز خالص (SiO 2) از مخلوط گاز SiCl 4 و O 2. از طریق لوله کوارتز گرم شده، مخلوط را با اضافه کردن B 2 O 3 یا BCl 3 منتقل کنید. در این مورد، یک لایه از کوارتز با بور به دست آمده و سپس کوارتز خالص سپرده می شود. پس از به دست آوردن لایه های ضخامت مورد نیاز، لوله به شدت گرم می شود و به "اسلم" فشرده می شود و فیبر نازک از زباله حاصل می شود. (ris.1.36). در ساختار سه لایه به دست آمده، کوارتز خالص یک ورید داخلی هدایت کننده نور را تشکیل می دهد و یک لایه از کوارتز که با بور با لیزر ضریب شکست پایین تشکیل شده است، یک پوسته بازتابنده نور را تشکیل می دهد. لایه سوم مواد اولیه لوله کوارتز در انتقال نور دخیل نیست. ساختار هدایت نور مورد نیاز حتی اگر لایه اولیه (پوسته) ساخته شده از کوارتز خالص نباشد، اما برای هسته استفاده از دوپینگ با ناخالصی هایی که شاخص شکست را افزایش می دهند، به عنوان مثال GeO 2، Al 2 O 3، TiO 2، P 2 O 5
روش دو جدایه (شکل 1.37) برای به دست آوردن فیبر از عینک های چند عاملی با دمای نرم تر از کوارتز استفاده می شود. مخلوط شیشه ای برای ایجاد یک هسته و پوسته متناظر به طور مداوم به داخل کلاغ داخلی و بیرونی از بالا وارد می شود و یک فیبر دو لایه از پایین یک نازل نازک خارج می شود. برای اطمینان از خلوص بالا، بوته ها از پلاتین یا کوارتز ساخته می شوند و کشش در شرایط نزدیک به هرمکتی انجام می شود. به روش توصیف شده نزدیک است و چنین فرایندیکه در آن لوله به طور جداگانه از مواد غلاف و هسته از ماده هسته ساخته شده است. هسته به داخل لوله وارد می شود و فیبر از خالص آماده می شود. نواقص اصلی این روش دشواری حذف آلاینده ها از سطوح قطعه کار است که بعدا مرز بین هسته و پوسته را تشکیل می دهد.
دیگرروش در نظر گرفته شده در این واقعیت است که یک میله شیشه ای یکنواخت در مدت زمان طولانی در یک ذوب نمکی گرم نگه داشته می شود و سپس فیبر از پیش ساخته پردازش شده در چنین تصاویری کشیده می شود. مبادله یونی که بین شیشه و نمک نمک اتفاق می افتد، شاخص ریزش در مناطق محصور را کاهش می دهد و شیب ضروری را به وجود می آورد.
وقتی که از فاز بخار ذخیره می شود، بهترین انتقال نور را می توان به دست آورد، با این وجود محدودیت هایی در رابطه با مواد فیبر (فقط کوارتز مناسب) و طول بخش فیبر مداوم وجود دارد.
ضرر انتقالدر محیط نوری به دلیل عمل مکانیسم ها جذب و پراکندگی
جذب ضررها عمدتا به دلیل جذب نور بر روی مراکز رنگ آمیزی هستند - یونهای ناخالصی که قویترین اثر آن است فلز کروم کروم.
مراکز جذب مؤثر تشکیل می شود یون هیدروکسیل گروه OHکه به ناچار در مواد فیبر موجود است.
از دست دادن پراکندگی در درجه اول به وجود حباب ها در شیشه یا کوارتز بستگی دارد، اتمسفر بلوری، بار نامحلول و غیره
اگر این عوامل حذف شوند، باقی می ماند رایلی پراکندگی ناشی از نوسانات تراکم یا ترکیب مواد بر حسب حجم. این زیانها، که حد پایین تئوری برای فیبرهای نوری را تعیین می کنند، برای کوارتز با l = 1 میکرومتر و برای عینک های چندگانه بالاتر است، نزدیک به 0.7 ... 1 dB / km نزدیک است. یکی از ویژگی های پراکندگی رایلی، وابستگی تلفات به طول موج نور است.
فرمول کلی که ضخامت سیگنال نور را در فیبر توصیف می کند:
(1.9)
جایی که Vp از دست دادن دیافراگم ناشی از اختلاف بین دیافراگم امتداد و فیبر نوری است؛
Woop - ضایعات بسته بندی به دلیل این واقعیت است که تنها بخشی از ناحیه انتهایی بسته نرم افزاری فیبر، توسط راهنماهای نور اشغال شده است. پارامترهای Vap و Vup مربوط به طراحی کابل و دستگاه ورودی تابش است؛
ضایعات بازتابی Vfr-Fresnel از انتهای فیبر نوری. در شیشه ای با n ~ 1.6 در زاویه اشعه اشعه تا 60 درجه، از ~ 0.4 ... O، 6 dB تجاوز نمی کند؛
Votr - از دست دادن انعکاس در مرز ورن - پوسته با بازتاب های داخلی متعدد متعدد است
,
o کسری از از دست رفتن انرژی در یک اثر انعکاسی است. در مورد< 10 -6 что экспериментально наблюдается для достаточно совершенных границ раздела, можно иметь Вотр<= 0,5 дБ с длиной волокна l=1км;
ضرر جذب در مواد هدایت نور.
این مقدار خسارات ناشی از طول فیبر را تعیین می کند.
اگر فرض کنیم که از دست دادن جذب در شیشه، به علت عوامل مختلف، مستقل از یکدیگر هستند، نسبت
جایی که BP از دست رفتن رله است. دسی بل / کیلومتر؛
- تلفات خاصی برای این ناخالصی؛
نیکل - غلظت ناخالصی،٪.
این مقدار از دست دادن خطی متناسب با طول فیبر است.
پراکندگی پالس نور در طی انتشار آن از طریق فیبر عمدتا بوسیله پراکندگی شیشه یا وابستگی شاخص شکست به طول موج و پراکندگی موجبر ایجاد می شود که ناشی از تفاوت سرعت در انتشار موج های مختلف است. اگر برای سادگی ما از بازنمودها از اپتیک هندسی استفاده کنیم، پس از آن دومین اثرات نامیده می شود، با تفاوت در مسیرهای پرتو نور در امتداد محور فیبر و در نهایت در یک زاویه μ 0 اتفاق می افتد. واضح است که پراکندگی سیگنال بزرگتر خواهد بود، بیشتر مقدار مجاز μ 0، یعنی دیاف عددی A 0.
طراحی فیبر این نه تنها به دلایلی برای به دست آوردن حداقل B و مجموع T، بلکه همچنین بر اساس تعدادی از عوامل دیگر انتخاب شده است. به طور خاص، هنگام خم شدن فیبر به منظور جلوگیری از اختلالات مکانیکی، باید شرایط = 10 2 ... 10 3 باشد.
دیافراگم بالا فیبرهای شیشه ای با ضریب انتقال بالا فقط به عنوان فیبر دو لایه چند منظوره با نسبت -D2 / D1 تولید می شوند، به طور معمول، کوچکتر از 1.1، که به دلیل تمایل به کاهش بسته بندی Bop در هنگام استفاده از بسته های فیبر نوری است.
برای ارتباطات راه دور الیاف کوارتز طراحی شده.
برای خطوط کوتاه ارتباطی الیاف را می توان به طور گسترده ای با توجه به طراحی و اصل کار آنها، شبیه به چند منظوره بالا دیافراگم شیشه ای، اما خیلی ضخیم (D2 -250 ... 350 میکرو متر). پلیمر فیبرهای نوری دارای انتقال نور پایین (Vl = 200 dB / km) و خصوصیات طیفی آنها تنها تا 0.85 ... 0.9 μm 86
محدوده دمای عملیاتی 60 ... 80 درجه سانتیگراد نیست و پایداری طولانی مدت پارامترها کمتر از موارد شیشه است.
مزیت قابل توجهی از فیبرهای پلیمری به شیشه، مقاومت بیشتری نسبت به تابش یونیزه، سهولت تولید و کم هزینه است.
استفاده از راهنماهای نور:
-VOLS؛
سنسورها (از جمله سنسورهایی که عملکردهای اندامهای انسان و حیوانات را تقلید میکنند، مانند "پوست هوشمند" SMARTپوست(8) );
-interferometers (دستگاه های نوری براساس تداخل نور، برای اندازه گیری طول موج خطوط طیفی استفاده می شود، ساختار آنها را مطالعه می کند، ناهمگونی های شاخص شکستن رسانه های شفاف، نقص سطوح بازتابنده، اندازه گیری طول، ابعاد زاویه ای، سرعت نور و ... را اندازه گیری می کند.
ارسال شده در Allbest.ru
اسناد مشابه
خطوط ارتباطی فیبر نوری به عنوان یک مفهوم، ویژگی های فیزیکی و فنی آنها و معایب آن است. فیبر نوری و انواع آن. فیبر کابل نوری. اجزای الکترونیکی سیستم های ارتباطی نوری. ماژول های لیزری و فتوکپی برای فیبر نوری.
انتزاعی، در تاریخ 03/19/2009 اضافه شده است
تاریخ توسعه خطوط ارتباطی. انواع کابل های ارتباطی نوری الیاف نوری و ویژگی های ساخت آنها. طرح های کابل نوری. الزامات اساسی برای خطوط ارتباطی. جهت توسعه و ویژگی های استفاده از فیبر نوری.
بررسی، اضافه شده در تاریخ 18.02.2012
تجزیه و تحلیل سایت طراحی تجهیزات. سیستم های انتقال فیبر نوری مدرن. سیستم نظارت از راه دور فیبر نوری. توسعه بخش شبکه اصلی ارتباطات. محاسبه شاخص های عملکرد پروژه.
پایان نامه، افزوده شده 24.06.2011
راهنماهای نور تنها حالت. الیاف چند منظوره با مشخصات پله. الیاف نوری با خواص خاص. الیاف پلیمر روند EVD اصلاح شده (MCVD). اصول و ویژگی های ساخت یک سیستم انتقال فیبر نوری.
انتزاعی، در تاریخ 15.01.2009 اضافه شده است
اصل عملیات، ایمنی سر و صدا، مزایا و معایب خطوط ارتباطی فضایی جو، تجزیه و تحلیل طرح ها برای ساخت و ساز آنها. تاثیر نوسانات بر کیفیت ارتباط و اثر پیزوالکتریک. منبع (لیزر نیمه هادی) و گیرنده های اشعه.
پایان نامه، اضافه شد 08/03/2014
توزیع سیگنال های نوری انسجام پرتو نور. تجزیه و تحلیل منابع از تابش نامتقارن. انرژی لیزری آشکارسازهای تابش حرارتی و فوتوالکتریک. شبکه فیبر نوری توسعه ارتباطات نوری
ارائه شده در 2014/10/20
کابل های نوری (OK) اتصال. توسعه یک مسیر فیبر نوری برای برقراری ارتباط بین مراکز اداری منطقه خاوروار و منطقه آمور. انتخاب سیستم انتقال و تعیین تعداد الیاف در OK. انتخاب نوع کابل نوری و شرح طراحی آن.
مقاله دوره، اضافه شده 12/16/2011
ویژگی های عمومی ارتباط فیبر نوری، خواص و کاربردهای آن. خطوط انتقال فیبر نوری کابل (FOCL) را با یک روش تعلیق در پشتیبانی از خط انتقال ولتاژ بالا طراحی کرده است. سازمان مدیریت این شبکه ارتباطی.
مقاله کوتاه، اضافه شده 01/23/2011
پدیده های نوری در رابط بین دو محیط. انعکاس کامل داخلی. موجهای نوری. ویژگی های پخش Waveguide. متغیر عادی شده. موجهای مستطیلی. واریانس حالت سیستم های ارتباطی فیبر نوری.
بررسی، اضافه شده 09/23/2011
رادیو و ارتباطات سلولی. فن آوری اطلاعات مدرن، شبکه ها، طبقه بندی آنها، ساختار و پارامترها. خطوط ارتباطی و ویژگی های آنها. طبقه بندی سیستم های ارتباطی با اشیاء تلفن همراه سیستم های شعاعی، مزایا و معایب آنها.
فیبر نوری در حال حاضر به عنوان مکانیسم دقیق ترین فیزیکی برای انتقال اطلاعات محسوب می شود و همچنین محرک ترین وسیله برای انتقال جریان های بزرگ اطلاعات در فواصل قابل توجه است. دلایل این امر از چند ویژگی ذاتی در موجبر نوری حاصل می شود.
فیبر نوری دارای ویژگی های فیزیکی زیر است:
· سیگنال های نوری پهن باند به دلیل فرکانس حامل بسیار بالا. این به این معنی است که اطلاعات را می توان در طول یک خط ارتباطی نور با سرعت حدود 1.1 Terabits / s انتقال داد. به عبارت دیگر، 10 میلیون مکالمه تلفنی و یک میلیون سیگنال ویدئویی می تواند به طور همزمان بر روی یک فیبر انتقال داده شود. سرعت انتقال داده ها می تواند با انتقال اطلاعات در دو جهت در یک بار افزایش یابد، زیرا امواج نور می توانند در یک فیبر مستقل از یکدیگر پخش شوند. علاوه بر این، سیگنال های نور از دو قطب مختلف می تواند در فیبر نوری پخش شود، که به شما امکان پهنای باند کانال ارتباطی نوری را دو برابر می کند. تا کنون، محدودیت تراکم اطلاعات منتقل شده از طریق فیبر نوری به دست نیامده است؛
· بسیار کم (در مقایسه با سایر رسانه ها) کم شدن سیگنال نور در فیبر. بهترین نمونه های فیبر روسی دارای 0.232 dB / km در طول موج 1.55 میکرون است که به شما اجازه می دهد خطوط ارتباطی تا 100 کیلومتر بدون سیگنال های بازسازی ایجاد کنید. برای مقایسه، بهترین فیبر Sumitomo در طول موج 1.55 میکرون، دارای بارگیری 0.154 dB / km است. در آزمایشگاههای نوری ایالات متحده، حتی بیشتر "شفاف" به اصطلاح fluorocirconate الیاف در حال توسعه با حد نظری حدود 0.02 dB / km در طول موج 2.5 میکرون. مطالعات آزمایشگاهی نشان داده است که بر اساس این فیبرها خطوط ارتباطی می توانند با سایت های بازسازی از طریق 4،600 کیلومتر در سرعت انتقال از 1 گیگابایت بر ثانیه تولید شوند.
ویژگی های فنی فیبر به شرح زیر است:
· فیبر از کوارتز ساخته شده است، که بر اساس دی اکسید سیلیکون، یک ماده گسترده و در عین حال ارزان قیمت، بر خلاف مس؛
الیاف نوری قطر حدود 1 - 0.2 میلی متر است که بسیار جمع و جور و سبک وزن است، که باعث می شود آنها را برای استفاده در حمل و نقل هوایی، ساخت ابزار، تکنولوژی کابل، امیدوار کننده.
· الیاف شیشه ای - غیر فلزی؛ جداسازی گالوانیک از قطعات به طور خودکار در هنگام ساخت سیستم های ارتباطی به دست می آید. با استفاده از پلاستیک های با دوام بسیار مقاوم، کابل های تعلیق از خود پشتیبانی می کنند از کارخانه های کابل که حاوی فلزات نیستند و از این رو از نظر الکتریکی ایمن هستند. چنین کابل هایی را می توان بر روی مشت های خطوط برق موجود نصب کرد، به صورت جداگانه یا به هادی فاز وصل می شود، صرفه جویی های قابل توجهی برای نصب کابل از طریق رودخانه ها و سایر موانع؛
سیستم های ارتباطی مبتنی بر فیبر نوری به تداخل الکترومغناطیسی مقاوم هستند و اطلاعاتی که از طریق فیبر نوری منتقل می شود از دسترسی غیر مجاز محافظت می شود. خطوط ارتباطی فیبر نوری را نمی توان در یک روش غیر مخرب شنید. هر گونه تاثیر بر روی فیبر می تواند با نظارت (کنترل مستمر) یکپارچگی خط ثبت شود. از لحاظ نظری، راه هایی برای دور زدن حفاظت از طریق نظارت وجود دارد، اما هزینه های اجرای این روش ها بسیار زیاد است که از هزینه اطلاعات متوقف شده فراتر می رود؛
· برای شناسایی سیگنال متوقف شده، شما نیاز به یک تداخل سنجی میچلسون از طراحی ویژه دارید. علاوه بر این، دیدگاه الگوی تداخل می تواند توسط تعداد زیادی از سیگنال ها به طور همزمان توسط یک سیستم ارتباطی نوری منتقل شود. شما می توانید اطلاعات منتقل شده را از طریق چندین سیگنال پخش کنید یا چندین سیگنال صوتی را پخش کنید، بدین ترتیب شرایط برای ردیابی اطلاعات بدتر می شود. این به منظور جلوگیری از غیرفعال شدن سیگنال نوری به یک قدرت قابل توجهی از فیبر نیاز دارد و این مداخله به راحتی توسط سیستم های نظارت ثبت می شود؛
· ویژگی مهم فیبر نوری دوام است. طول عمر فیبر، یعنی حفاظت از خواص آن در حد معینی، بیش از 25 سال است که اجازه می دهد کابل کشی فیبر نوری را یک بار و در صورت لزوم، ظرفیت کانال را با جایگزینی گیرنده ها و فرستنده ها با آنهایی که سریعتر هستند، افزایش دهد.
در تکنولوژی فیبر معایبی وجود دارد:
· هنگام ایجاد یک خط ارتباطی، عناصر فعال بسیار قابل اعتماد مورد نیاز هستند که سیگنال های الکتریکی را به نور و نور به سیگنال های الکتریکی تبدیل کنند. اتصال دهنده های نوری (کانکتور) با کم خسارات اپتیکال و منبع اتصال قطع اتصال نیز مورد نیاز است. دقت تولید چنین عناصر خطی باید با طول موج تابش سازگار باشد، یعنی خطاهای باید از تقسیم میکرون باشد. بنابراین تولید چنین اجزای خطوط ارتباطی نوری بسیار گران است.
یکی دیگر از مزایای این است که برای نصب فیبرهای نوری نیاز به تجهیزات گران قیمت دارد: ابزار برای پایان دادن به، اتصالات، آزمایشکنندگان، کوپلینگ و کاست های اسپلیت؛
· در نتیجه تصادف (شکستن) کابل نوری، هزینه ترمیم بالاتر از زمان کار با کابل های مس است.
اجازه دهید ما به دیاگرام تعمیم یافته سیستم ارتباطی نوری که در شکل 7 نشان داده شده است، بازگردیم. 1.2 این شامل اجزای اصلی زیر می باشد.
1. منبع تابش نوری.
2. روش مدولاسیون سیگنال انتقال تابش نوری.
3. محیطی که پرتوی نوری آن را پخش می کند.
4. یک عکاسپرداز که سیگنال نوری دریافت شده را به یک الکتریکی تبدیل می کند.
5. تقویت دستگاه های الکترونیکی و پردازش سیگنال، خدمت به بازگرداندن سیگنال اصلی و ارائه آن در یک فرم مناسب برای استفاده.
این بلوک برای هر دو سیستم های ارتباطی آنالوگ و دیجیتال مناسب است و از انتقال مستقیم یا پرتوی تابش نوری مناسب است. استفاده از فیبرهای نوری برای انتقال سیگنال های نوری به تعداد محدودی از ترکیبی از منابع تابش قابل قبول سازگار و انواع مختلفی از دستگاه های فتوکپی اجازه می دهد. به عنوان فرستنده ها می تواند به عنوان منبع نور تابشی نیمه هادی شناخته شود و به عنوان فوتودیکاتور - فوتودیادها نیمه هادی. مزیت بزرگ LED ها و لیزرهای نیمه هادی به عنوان منابع تابش دهنده، سادگی مدولاسیون مستقیم قدرت تابش است.
هنگام استفاده از تابش نوری که در فضای آزاد آزاد می شود، تعدادی از ترکیبات احتمالی منابع تابش، فتودرها و روش های مدولاسیون بسیار بزرگتر و در فصل است. 16 خلاصه ای از برخی از سیستم های ارتباطی این نوع را ارائه می دهد. الزامات اصلی برای فرستنده ها، شدت تابش زیاد است، که معمولا به این معنی است که شما نیاز به استفاده از یک لیزر دارید. در این مورد، نیاز به دستگاه های مدولاسیون خارجی لیزری وجود دارد، مگر اینکه یک لیزر نیمه هادی استفاده شود. ضعف نوری در راه
انتشار اغلب تغییر می کند، منجر به نوسان در سطح قدرت سیگنال در ورودی گیرنده می شود. در سیستم های ارتباطی آنالوگ، استفاده از روش های مستقیم برای مدولاسیون قدرت تابش غیرممکن است و بنابراین فرکانس زیرسیستم معمولا استفاده می شود. فتوالدایدها نیمه رسانا و فتو مولکولاتورها می توانند در گیرنده استفاده شوند، اما انتخاب نوع فتودر وابسته به طول موجی است که در آن باید کار کند، و همچنین بر اساس الزامات ابعاد گیرنده.
تعداد دو ویژگی مهم فنی کانال ارتباطی شامل پهنای باند اطلاعات و حداکثر فاصله بین تکرار کننده ها می باشد. همانطور که بعدا دیده می شود، این دو پارامتر اغلب با هم مرتبط هستند. در بند 1.2 نشان داده شد که پهنای باند اطلاعات کانال ارتباطی توسط پهنای باندی که در آن سیگنال منتقل می شود، و نسبت سیگنال به نویز در گیرنده تعیین می شود. بگذارید تاثیر هر یک از این عوامل را بررسی کنیم.
باند فرکانسی که در آن سیگنال منتقل می شود ممکن است در تقریبا هر نقطه از سیستم ارتباطی با نرخ مدولاسیون مجاز منبع منبع تابش محدود شود. مدولاتور؛ رسانه ای که سیگنال پخش می شود (اگر رسانه دارای پراکندگی باشد، این شکل موج را در طول انتشار آن تحریف می کند)؛ آشکارساز عکس؛ عناصر گیرنده الکترونیکی.
در عمل، بدون مشکلی می توان مدولاسیون LED ها را با فرکانس های تا 100 مگاهرتز و لیزرهای نیمه هادی تا 1 گیگاهرتز انجام داد. فتوالدئید های نیمه هادی نیمه هادی p-i-n و avalanche قادر به تشخیص سیگنال های نوری با فرکانس مدولاسیون بالاتر از 1 گیگاهرتز هستند. با این حال، استفاده از بالاترین فرکانس ها نشان دهنده نیاز به توسعه یک آمپلی فایر بسیار پیچیده برای گیرنده است.
مهمترین این واقعیت است که فیبر نوری یک ماده پراکنده است و در فرآیند انتشار پالس های نور از طریق آن، دومی گسترش می یابد و سیگنال های نوری آنالوگ به اعوجاج فاز می انجامد. در سیستم های ارتباطی نوری، فیبر به عنوان یک فیلتر پایین گذر رفتار می کند، که فرکانس قطع آن به طور معکوس متناسب با فاصله پخش، یعنی طول آن است. بنابراین، فیبر نوری را می توان با یک پارامتر نشان داد محصول پهنای باند از راه دور. بسته به نوع فیبر و ویژگی های منبع تابش مورد استفاده، این محصول ممکن است کمتر از 10 مگاهرتز یا بیشتر از 10 گیگاهرتز کیلومتر باشد. پراکندگی فیبرهای نوری در جزئیات بیشتر در Ch. 2، 5 و 6.
در سیستم های ارتباطی باز، که در آن رسانه سیگنال نوری پخش فضای هوایی یا آزاد است، هیچ پراکندگی قابل توجهی وجود ندارد و بنابراین هیچ محدودیتی در پهنای باند سیستم ارتباطی وجود ندارد. تعداد گزینه هایی برای ساخت چنین سیستم های ارتباطی بسیار عالی است و در نظر گرفتن آنها در اینجا نامناسب است.
یکی دیگر از پارامتر مهم سیستم ارتباطی نسبت سیگنال به نویز است که توسط سطح نویز موثر در ورودی تقویت کننده گیرنده و قدرت موثر سیگنال نوری در ورودی فوتوتراست تعیین می شود. یکی از ویژگی های متمایز سیستم های ارتباطی نوری این است که نویز گیرنده حاوی مولفه ای است که مستقیما با قدرت سیگنال نوری دریافت شده است. این نویز شبیه (فوتون) است که مشخصه فرآیند تشخیص است که توسط نویز کوانتومی محدود می شود. بنابراین، در اکثر سیستم های ارتباطی نوری معمولی که از مدولاسیون قدرت نوری استفاده می کنند، میزان نویز به میزان سیگنال بستگی دارد. مهم است که توجه داشته باشیم که نویز گیرنده معمولا به حداقل می رسد؛ با این حال، باید در نظر داشت که معمولا آن را نسبت به پهنای باند اشغال شده توسط سیگنال افزایش می دهد.
قدرت سیگنال ورودی به گیرنده بستگی به قدرت تابش دهنده فرستنده و ولتاژ در کانال ارتباطی دارد. در بالا ذکر شده است که سطح آسیب پذیری که می تواند به دست آید، یکی از پارامترهای اصلی تعیین کننده قابلیت استفاده از سیستم های ارتباطی نوری است. بسیار مطلوب است که فرآیندهای تبدیل سیگنال از یک نوع به دیگری (از طریق الکتریسته به نوری در امیتر و نوری به الکتریسته در دستگاه عکاسی) با بیشترین بازده ممکن (بازده) اتفاق می افتد. متاسفانه، بهره وری از منابع تابش نوری بسیار کم است.
در سیستم های ارتباطی آنالوگ، نسبت سیگنال به نویز به طور مستقیم کیفیت کانال ارتباطی را تعیین می کند. در سیستم های دیجیتال، آن را تعیین می کند احتمال خطا در تصمیم گیری که آیا یک پالس ارسال شده است یا نه. این سوال در جزئیات Ch. 15؛ با این حال، اعداد زیر می توانند به ارزیابی ویژگی هایی که از خطوط ارتباطی فیبر نوری دیجیتال انتظار می رود، کمک کنند. برای مثال، مقادیر قدرت توانایی سیگنال های مختلف نوری در واحدهای نسبی مناسب است که به عنوان مثال آنها سطح قدرت را نسبت به 1 مگاوات مشخص می کنند. چنین تعیین شده به طور کلی در تکنولوژی ارتباطات پذیرفته شده است.
سطح قدرت معمولی که می تواند در یک فیبر متمرکز توسط یک LED معرفی شود، زمانی است که از یک لیزر نیمه هادی استفاده می شود، می توان آن را به حداقل توان در ورودی گیرنده افزایش داد که یک نرخ خطا نسبتا پایین است، معمولا برابر است. به عنوان مثال، یک سیستم ارتباطی را با پهنای باند 10 مگابیت در ثانیه در نظر بگیرید. در این حالت، سطح قدرت مورد نیاز در ورودی گیرنده باید از دستور باشد. ما باید قدرت بیشتری برای از دست دادن فیبر و برای حاشیه قدرت سیستم ارائه دهیم. دومی برابر با 10 دسی بل کاملا کافی است. این نتیجه در توزیع منبع قدرت تابش زیر است:
هنگامی که ضریب انقباض در فیبر 5 dB / km است، استفاده از LED امکان نصب تکرار کننده ها را پس از 7.4 کیلومتر و یک لیزر پس از 10 کیلومتر فراهم می کند. بدون شک می توان گفت که ویژگی های پراکندگی فیبر باید با سرعت انتقال اطلاعات مورد نیاز در این فاصله ها همسان باشد. در نتیجه، پراکندگی فیبر باید به اندازه کافی کوچک باشد تا میزان تولید میزان سرعت انتقال اطلاعات را با فاصله ای برابر در مورد اول و در دوم نشان دهد. همانطور که در ادامه خواهیم دید، مقادیر ولتاژ 5dB / km و حد پراکندگی در مقایسه با ویژگی های سیستم های ارتباطی استاندارد با استفاده از انواع پیشرفته ترین فیبر نوری به نظر می رسد بسیار مبهم است. در بسیاری از سیستم های ارتباطی نوری تا به امروز، در Ch. 17، فاصله های قابل ملاحظه ای بین تکرار کننده ها بیشتر از نمونه مورد نظر است.
وظایف
(اسکن را ببینید)
(اسکن را ببینید)
خلاصه
مزایا و معایب سیستم های ارتباطی نوری در جدول ارائه شده است. 1.1
اگر چه پهنای باند فرضی سیگنال به دلیل استفاده از فرکانس ها در باند اپتیک هنوز تحقق نیافته است و انتشار نور در فضای آزاد از استفاده بسیار محدود است، اما فیبرهای نوری با این حال نشان دهنده یک رسانه جدید برای انتقال سیگنال های نوری در سیستم های ارتباطی است که به بهترین شکل مناسب هستند سیستم های انتقال دیجیتال با سرعت بالا داده ها.
در جدول 1.2، استفاده از فیبر نوری در سیستم های ارتباطی دیجیتال در سطوح مختلف سلسله مراتب نشان داده شده است.
ایجاد فیبرهای نوری با کم خسارت (کمتر از 5 دسی بل / کیلومتر)، همچنین منابع نوری نیمه هادی بسیار متمرکز و به راحتی مدولاسیون خطوط فیبر نوری را در میان رهبران در مشخصات فنی که برای خطوط ارتباطی الکتریکی اساسی هستند، قرار داده است.