Száloptikai kommunikációs vonal 1
Száloptikai kommunikációs vonal (FOL) egy továbbító rendszerben fényjeleket mikrohullámú hullámsávot. Ez a fajta kapcsolatok tekinthető a legígéretesebb. Az előnyök a száloptikás kapcsolatok alacsony veszteség, nagy sávszélességű, alacsony súly és kompakt méretek, a megtakarítás a színesfémek, magas fokú védelmet a külső és a kölcsönös interferencia.
Fiber-optikai adatátviteli vonal, mely három fő részből áll: a fényforrás, a hordozó, amelyre a jel fénysugár és egy jel vevő.
A fő eleme az optikai kábel olyan optikai szál (optikai hullámvezető) kialakított vékony, hengeres alakban, az üvegszálas, amelyen keresztül a fény jelek átvitele.
Az optikai szál van egy kétrétegű szerkezet, amely egy mag és burkolat különböző törésmutatóval n1 és n2 rendre. A mag arra szolgál, hogy közvetítik az elektromágneses energiát. Cél héj - feltételeinek megteremtése a teljes visszaverődés a határfelületen „mag-héj”, és a fénytől való védelem interferencia a környezetre.
A működés elve alapul optikai szál segítségével a folyamatok a reflexió és fénytörés az optikai hullám közötti határfelületen két közeg különböző optikai tulajdonságú (refraktív indexek).
Amikor a sugár esik a felület két média általában megjelennek megtört és visszavert hullámok. beesési szög # 966; n mindig egyenlő a visszaverődési szöge # 966; neg. szög fénytörés # 966, stb társított beesési szöge a következő összefüggést:
ahol n1 és n2 jelentése a törésmutatója a két közeg.
Ha n1> n2. Ezután következik a képlet, hogy # 966; stb> # 966; n (1.1 ábra.). Mivel a beesési szög határán két hordozót a sűrűbb, elérheti olyan állapot, ahol a megtört fénysugár csúszik végig a határ között a média átmenet nélkül egy optikailag kevésbé sűrű közeg.
A beesési szög, amelynél ez a hatás nem figyelhető meg az úgynevezett korlátozó szöge teljes belső visszaverődés. Minden beesési szögek, hogy meghaladja a határértéket, a fény nem megy túl a határ két médiában. Ezt a jelenséget nevezzük teljes belső visszaverődés, és megteremtette az alapot az átviteli optikai sugárzás a rost.
A mag szálak általában áll kvarc, és a borítékot lehet kvarc vagy polimer. Az első az úgynevezett szál kvarc-kvarc, kvarc és a második polimer (szilícium-szerves vegyület). A fizikai és optikai tulajdonságait az első előnyös kiviteli alak. Kvarc üveg törésmutatója 1,46.
Kívül a rostanyag egy védőbevonat megelőzésére ez a mechanikai hatásoktól.
Különböztesse egyetlen mód (középső ábra) és multimódusú (felső és az alsó ábra) az optikai szál (Fig.1.2) [1]. A „divat” írja le a módot terjedési fénysugarak a belső mag a kábel.
Egymódusú optikai szál van egy mag átmérője a
5 ... 10 m. Ebben az esetben gyakorlatilag az összes fénysugarak mentén terjed az optikai szál tengelye nem tükrözi a külső vezető. A sávszélesség a kábel akár több száz gigahertzes kilométerenként. A technológiai folyamat a gyártás bonyolult, ami miatt elég drága. Továbbá, egy ilyen kis szál átmérője nehéz irányítani a fénynyalábot, nincs energiaveszteség. A növekedést a szál mag átmérője, a sok lehetséges út (módok) sugárzás terjedését.
A multimódusú kábelt használnak belső magok nagyobb átmérőjű, ami technológiailag könnyebb előállítani. A két leggyakoribb szabványok multimódusú kábel meghatározott: 62,5 / 125 50/125 mikron és mikron, 125 mikron, ahol - az átmérője a külső vezető. A multimódusú kábelek a belső vezetőt ugyanakkor van némi fénysugarak a külső vezető különböző szögekben. A visszaverődési szöge hívják divat gerenda. A multimódusú szál sima változása törésmutató az egyes üzemmódok terjedési mód összetett. Multimódusú kábelek keskenyebb sávszélesség - 500-800 MHz / km. Szűkül a szalag miatt előfordul, hogy a veszteségek fényenergia gondolatok és az interferencia miatt sugarak különböző módban.
Másfelől, a multimódusú szál lépésenként hajtjuk végre, és a gradiens. Abban a lépésben, a szál mag törésmutató állandó, és van egy éles optikai denzitás növekedésével közötti határfelületen a mag - héj. A gradiens a szál mag törésmutatója folyamatosan csökken a középponttól a periféria, és a különböző sugarak hirdetik őket egy szerpentin alakú.
Sávszélesség száloptikai kommunikációs vonalak. Amikor adatokat továbbítson egy száloptikás kapcsolati jel tipikusan alakítjuk optikai elektromos, majd keresztül továbbított szál a fény formájában, és a végén a link alakítjuk vissza elektromos jellé. Ma a sávszélesség korlát 10 Gb / s okozza a lehetetlen konvertáló elektromos optikai jelet, és fordítva.
Optikai szál üvegből, ami viszont készül homok - olcsó anyagból állnak rendelkezésre korlátlan mennyiségben.
A csillapítás fényerősség által áthaladó üveg hullámhosszától függ. A távközlési rendszerek segítségével három hullámhossz-tartomány: 0,85, 1,30, 1,55 mikron. Az utóbbi két jó csillapítási tulajdonságokkal (kevesebb, mint 5% -os veszteség per kilométer). A tartomány a 0,85 mikron egy magasabb csillapítás, de ez a hullámhossz fényforrások (lézerek) és az elektronika készülhet ugyanabból az anyagból (gallium-arzenid).
A sávszélesség és a sávszélesség üvegszálas kapcsolat van sok tényezőtől függ. Alapvetően ez:
• a sávszélesség (a hossza az elülső / fényimpulzus cutoff) elektron-optikai átalakító a vonal bemenet;
• a hullámhossz és a spektrális vonal szélessége az optikai emitter;
• a típusát és tulajdonságait a felhasznált optikai szál;
• sávszélesség optoelektronikai átalakító a sorba.
Mivel egy elektromos jelet egy optikai átalakító segítségével ma már LED-ek és a lézerdiódák.
emelkedni-esési időt a fénykibocsátás a LED-ek 1 ... 20 ns, míg a lézer diódák - 0,5 ... 2 ns.
További jelentős különbség a színképi jellemzőit kibocsátók. Spektrum szélesség: Fig. 3.1, és - a LED-ek a 0,5 szintjén 30 ... 50 nm; b - a lézer diódák 0,1. 2 nm; a - a egymódusú lézeres 0,1 ... 0,4 nm.
A fő tényező korlátozza a kapacitása opto-szál diszperziója nagy hosszú sorok.
Diszperziós - ezúttal a szóródását spektrális és optikai jel komponensek a mód mentén terjedő optikai szál. Ez vezet az a tény, hogy a terjedési kapcsolat jel teljesítményét erodálódott idővel. Az időtartam a jel megnövekedett, és az amplitúdó csökken.
„Intermode” komponens variancia azzal a ténnyel magyarázható, hogy a bejövő fény jelet a vonal mentén terjed a szál különböző módokon (módok) és annak terjedési idő mentén ezek a pályák különböző (ábra. 1.4).
Jellemző értékei a modális diszperziós hogy a lépcsős optikai szál 30 ... 50 ns / km, és a gradiens szál 2 ... 4 ns / km.
Az egymódusú optikai szál csak egy van mód jel-terjedés és a modális diszperziós komponens hiányzik. Természetesen, a növekedés, a kapcsolat hossza a diszperzió növekszik.
A spektrális komponense a diszperzió által okozott függését a mag törésmutatója az emissziós hullámhossz, különösen az emissziós spektrum szélessége. A csökkenés a spektrális vonalvastagság csökken, és a spektrális komponens a diszperzió. A diszperzió vezet bővítése az impulzusidő, miközben áthalad az optikai szál (akár a mennyezet) és a csökkenés a sorban sávszélesség. Szerint a frekvencia sávszélességet és jobb átviteli tartomány egymódusú szálak, és a legrosszabb - multimódusú lépés.
Az aktuális értékek száloptikai kommunikációs vonalak sávszélesség egymódusú szál
4000 MHz / km. E. Kommunikációs vonal 100 km hosszúságú lesz a sávszélessége
A csík vonalak átvitel multimódusú szál gradiens értéke mintegy 500 ... 1500 MHz / km.
Az ára egymódusú vonalak és alkatrészek jelentősen magasabb, mint a költsége több üzemmódú linkeket.
Elektromos kapcsolás
Az egyik első, és még mindig gyakran használt kábel egy csavart érpár. Két sodrott szigetelt réz vezetékek. Twisting csökkenti elektromágneses kölcsönhatás több, egymással szomszédos sodrott érpár.
Koaxiális kábel van egy aszimmetrikus kialakítása áll, és egy belső réz mag, fonat. Ez jobb, mint árnyékolt csavart érpár, és biztosítja az adatátviteli hosszabb távolságok nagyobb sebességgel. Modern kábelek sávszélessége körülbelül 1 GHz.
Koaxiális kábelek jellemző impedanciája 50 Ohm szabványban leírt EIA / TIA-568:
„Vastag” koaxiális kábel és az RG-8, RG-11 impedanciája 50 Ohm, és a külső átmérője 0,5 hüvelyk; belső vezető átmérője 2,17 mm biztosítja a jó mechanikai és elektromos jellemzőit.
"Vékony" koaxiális kábel (RG-58 / U, RG-58 A / U és az RG-58 C / U) van egy belső vezető átmérője 0,89 mm, ami megnöveli annak rugalmasságát, és egyszerűbbé teszi a szerelési. A csillapítás a kábeleket az ilyen típusú magasabb, mint a „vastag”, ezért szükséges, hogy csökkentsék a hossza a kábel beszerzése azonos csillapítás a szegmensben.
RG-59 kábel televízió jellegzetes impedancia 75 ohm széles körben használják a kábeltévé.