Оптикалык була жөнүндө негизги билим

Оптикалык жипченин ойлоп табуусу байланыш чөйрөсүндө революцияны айдатты. Эгерде жогорку деңгээлдеги жогорку ылдамдыктагы каналдарды камсыз кылуу үчүн оптикалык була жок болсо, анда Интернет теориялык этапта гана кала алат. Эгерде 20-кылым электр энергиясынын доору болсо, анда 21-кылым - жарык доору. Жарык байланышка кантип жетишет? Төмөнкү редактор менен биргеликте оптикалык байланыштын негизги билимин үйрөнөлү.

1-бөлүк. Жарык пропагандасын негизги билим

Жарык толкундарын түшүнүү
Жарык толкундары чындыгында электромагниттик толкундар жана бош мейкиндикте, толкун узундугу жана электромагниттик толкундардын жыштыгы тескери пропорционалдуу. Экөөнүн продуктунун жарыктын ылдамдыгына барабар:

Электромагниттик спектрди түзүү үчүн толкун узундуктарын же жыштыгын уюштуруу. Ар кандай толкун узундуктарга же жыштыктарга ылайык, электромагниттик толкундар, ультрафиолет аймагына, ультрафиолет аймагына, инфракызыл районго, микротолкундуу аймактын, радио толкун аймагына жана узун толкун аймагына бөлүнүшү мүмкүн. Байланыш үчүн колдонулган топтор негизинен инфракызыл аймак, микротолкундуу аймак жана радио толкун аймагы болуп саналат. Төмөнкү сүрөт сизге байланыш тобунун бөлүштүрүлүшүн жана пропагандалык медианы бир нече мүнөт ичиндеги билдирүүгө жардам берет.

Бул макаланын каарманы "була оптикалык байланыш", инфракызыл тобуга жарык толкундарын колдонот. Ушул убакка чейин адамдар эмне үчүн инфракызыл тилкесинде болушу керек деп таң калышат? Бул маселе оптикалык була материалдардын, тактап айтканда, кремний айнектин оптикалык жуктуруусу менен байланыштуу. Андан кийин, оптикалык жипчелер кандайча жарыкты жайып жиберишибиз керек.

Кароо, ой жүгүртүү жана жалпы жарыктын жалпы чагылышы

Жарык бир заттан экинчисине, четке кагылып, чагылдыруу жана ой жүгүртүүгө бөлүнгөндө, эки заттын ортосундагы интерфейсте пайда болот, ал эми фронттук бурч окуянын жарыктын бурчуна чейин жогорулайт. Сүрөттө көрсөтүлгөндөй, ① → ②. Окуя бурчу белгилүү бир бурчка жеткенде же андан ашып түшкөндө, көңүл бурулбаган жарык жоголот жана ыпылас жарыктын бардыгы, ② → ② менен көрсөтүлгөн фигурада көрсөтүлгөн жарыктын жалпы чагылышы болуп саналат.

Ар кандай материалдар ар кандай сынакчан индекстерге ээ, ошондуктан жарыкка жайылтуу ылдамдыгы ар кандай медиада өзгөрөт. ЭРЕКТИП индекс N, N = C / V, вакуумдагы ылдамдык, vдын ылдамдыгы - бул орто чөйрөдө жайылуу ылдамдыгы. Алып алуучу реактивдүү индекс менен орто эсеп менен оптикалык тыгыз чөйрө деп аталат, ал эми реактивдүү индекс менен орто сейрек сейрек сейрек орто деп аталат. Жалпы чагылдыруунун эки шарттары болуп саналат:
1. Оптикалык тыгыз чөйрөсүнөн оптикалык сейрек каражаттарын оптикалык жактан сейрек
2. Окуя бурчу жалпы чагылдыруудагы критикалык бурчка караганда чоң же барабар
Оптикалык сигналдын агып кетишине жол бербөө үчүн, оптикалык жипчелерде өткөрүлүп, оптикалык жипчелер менен оптикалык берүүчү жипчелерин төмөндөтөт.

2-бөлүк. Оптикалык пропагандалоо Медиа (була оптикалык)

Була оптикалык структура

Жалпы чагылганга жалпы түшүнүк жөнүндө негизги билим менен оптикалык жипчелердин долбоорлоо түзүмүн түшүнүү оңой. Оптикалык жипчелердин жылаңач була үч катмарга бөлүнөт: биринчи катмар - бул жипчинин борборунда жайгашкан ядро ​​жана айнек деп аталган бадаздардык кремний диоксидден турат. Диаметри, негизинен, 9-10 мкм (бирдиктүү режим), 50 же 62,5 мкм (көп режим). Була маектору жогорку реактивдүү индекске ээ жана жарыкты өткөрүү үчүн колдонулат. Экинчи катмар кагылышуу: бул жипчелдин айланасында жайгашкан, ошондой эле кремний айнектен (диаметри 125 мкм) менен курулган. Кластингдин серептин индекси төмөн, бул жипче менен бирге жалпы чагылгандай абалын түзүп турат. Үчүнчү каптоочу катмар: сырткы катмар - бул күчөтүлгөн чайырды каптоо. Коргоочу катмар материалына жогорку күчкө ээ жана суу буусунун оптикалык жипчесин жана механикалык абразиядан коргоп, чоң таасирин тийгизип, чоң таасирлерге ээ болот.

Оптикалык өткөрүп берүү

Була-оптика берүүчү жугуштуу чыгым - бул була-оптикалык байланыштын сапатына таасир эткен эң маанилүү фактор болуп саналат. Оптикалык сигналдардын көңүлүн чөгөргөн негизги факторлор кирет, ал жугуштуу мезгилдердеги материалдарды сиңирүү, жипчелер ийкемдүүлүгүнүн, кысуу, кысуу жана док берүү сыяктуу факторлордун келип чыккан башка жоготуулары кирет.

Жарыктын толкун узундугу ар башка жана оптикалык жипчелердеги берүүлөрдүн жоголушу башкача. Жоготууну азайтуу жана берүүнүн эффектин азайтуу үчүн, илимпоздор эң ылайыктуу жарыкты табууга милдеттүү болушкан. Толкун узундугу 1260NM ~ 1360NMдеги жарык чачуу дисперсиядан жана эң төмөнкү соруу менен шартталган эң кичинекей сигнал бурмалоочусу бар. Алгачкы күндүн ичинде бул толкун узундугу диапазону оптикалык байланыштуу топ катары кабыл алынды. Кийинчерээк, чалгындоо жана практикадан кийин эксперттер акырындык менен жоголгон толкун узундугунан (1260NM ~ 1625NM), бул оптикалык жипчелерде эң ылайыктуу, бул эң төмөн жоголгон толкун узундугунан ажыратылды (1260NM ~ 1625NM). Ошентип, була-оптикалык байланышта колдонулган жарык толкундары көбүнчө инфракызыл тилкесинде.

Була-оптикалык классификация

Мультимод оптикалык була: Бир нече режимдерди өткөрүп берет, бирок ири модералдык дисперсия санариптик сигналдарды берүү жыштыгын чектейт жана бул чектөө электр өткөргүчтү көбөйтүүгө болот. Демек, мультимод була-оптиясын берүү салыштырмалуу кыска, адатта, бир нече километр гана.
Бирдиктүү режим була: өтө кичинекей була диаметри менен, теориялык жактан бир гана режимди алыстан алыскы байланышка ылайыктуу кылат.

3-бөлүк. Була-оптикалык байланыш тутумунун иштөө принциби

Оптикалык була байланыш системасы

Мобилдик телефондор жана компьютерлер сыяктуу кеңири колдонулган байланыш азыктары, электрдик сигналдар түрүндө маалымат берүү. Оптикалык байланышты өткөрүүдө биринчи кадам - ​​электрдик сигналдарды оптикалык сигналдарга айландыруу, аларды була-оптикалык кабелдерге өткөрүп берүү, андан кийин маалымат берүү максатында оптикалык сигналдарды электрдик сигналдарды берүү. Негизги оптикалык байланыш тутуму оптикалык өткөргүчтөн, оптикалык кабыл алуучу, бул жипчелер үчүн оптикалык схемадан турат. Алыскы аралык сигнал берүү жана өткөрүү жөндөмдүүлүгүн жогорулатуу үчүн, оптикалык кайталоолор жана мультиплекстерлерди өркүндөтүү үчүн колдонулат.

Төмөндө була оптикалык байланыш тутумундагы ар бир компоненттин иштөө принцибине кыскача киришүү болуп саналат.

Оптикалык өткөргүч:Электрдик сигналдарды оптикалык сигналдарга айландырат, негизинен сигнал модулдарынан жана жеңил булактардан турат.

Сигнал мультиплексер:Жубайлар ар кандай толкун узундуктарын бир нече оптикалык ташуучу сигналдарынын бир эле оптикалык жипчелерине бир эсе оптикалык жипчелерге киргизүү үчүн бир эселенген жипчелерге жетишүү үчүн бир эселенген жипчелерге жетишүү

Оптикалык кайталоочу:Жөнөтүү учурунда толкун формасы жана сигналдын интенсивдүүлүгү начарлайт, андыктан толкун формасын баштапкы сигналдын түйүндөрүнүн түйүндөрүнө калыбына келтирүү керек жана жарык интенсивдүүлүгүн жогорулатуу.

Signal Demultiplexer:Мультфекселдик сигналды баштапкы жеке сигналдарга бөлүңүз.

Оптикалык кабыл алуучу:Алынган оптикалык сигналды электрдик сигналга айландырат, негизинен, фотодеектордон жана демодулатордон турат.

4-бөлүк. Оптикалык байланыштын артыкчылыктары жана колдонулушу

Оптикалык байланыштын артыкчылыктары:

1 узакка созулган аралык, экономикалык жана энергияны үнөмдөө
Электр байланышы колдонулса, 10 GBPs (10 миллиард 0 же 1 же 1 сигнал берүүчү) Оптикалык байланышты колдонуу менен салыштырганда бул менен салыштырганда, 100 километр аралыктан бир эс алуусуна жетише алат. Сигнал аз жолу туураланды, баасын төмөндөтөт. Экинчи жагынан, оптикалык жипчелердин материалы - силикон диоксид, мол запастагы жана жез зымына караганда арзан баада турат. Ошондуктан, оптикалык байланышка экономикалык жана энергияны үнөмдөөчү таасирге ээ.

2. Тез маалымат берүү жана жогорку байланыш сапаты

Мисалы, азыр чет өлкөдө достору менен сүйлөшүп жатканда, on онлайн режиминде маектешкенде, мурдагыдай эле артта калбайт. Телекоммуникация доорунда эл аралык байланыш, негизинен, жасалма спутниктерге таянат, берүүлөрдүн релизалары катары келип чыгат, натыйжада трансляция жолун жана жайыраак келүү. Суу астындагы кабельдердин жардамы менен оптикалык байланыш, электр өткөргүчтү тезирээк өткөрүү, маалымат берүү үчүн тезирээк. Ошондуктан, оптикалык байланышты колдонуу чет өлкөлөр менен жылмакай байланышка жете алат.

3. Күчтүү кийлигишүү жөндөмү жана жакшы купуялуулук

Электр байланышы электромагниттик кийлигишпестиктен улам ката кетириши мүмкүн, байланыш сапатынын төмөндөшүнө алып келет. Бирок, оптикалык байланышты электр ызы-чуусу таасир этпейт, аны коопсуз жана ишенимдүү кылат. Жана жалпы ой жүгүртүүнүн принцибине байланыштуу сигнал толугу менен оптикалык жипчелер менен гана чектелбейт, ошондуктан купуялуулук жакшы.

4. Чоң өткөргүч кубаттуулугу
Жалпысынан, электр байланышы 10ГББ (10 миллиард 0 же секундасына 10 миллиард сигналды) гана жөнөтө алат, ал эми Оптикалык байланыш 1TBPPS (1 триллион 0 же 1 сигналды) жөнөтө алат.

Оптикалык байланышты колдонуу

Оптикалык байланышка көптөгөн артыкчылыктар бар жана ал биздин жашообуздун ар бир бурчуна интеграцияланган. Мобилдик телефондор, компьютерлер жана интеллектуалдык менчик телефондорун, аны өз аймагына, бүткүл өлкөгө, ал тургай глобалдык байланыш тармагына чейин өз аймагына туташып, ал тургай, бүт өлкөгө чейин. Мисалы, жергиликтүү байланыш операторлорунун базалык станцияларында жана тармак провайдеринде коммуникациялык жана уюлдук телефондор тарабынан чыгарылган сигналдар чогулуп, суу астында жүрүүчү кабелдеги була-оптикалык кабель аркылуу дүйнөнүн ар кайсы бурчуна жөнөтүлөт.

Видео чалуулар, онлайн соода, видео оюндар жана биндин сценарийлердин артындагы колдоону жана жардамга таянуу сыяктуу күнүмдүк иш-аракеттерди жүзөгө ашыруу. Оптикалык тармактын пайда болушу биздин жашообузду ыңгайлуу жана ыңгайлуураак кылды.