Οπτικό καλώδιο πώς μεταδίδονται οι πληροφορίες. Από την έννοια του "φωτός" στην οπτική μετάδοση πληροφοριών - λιονταζέ. Στοιχεία γραμμής οπτικών ινών

05.03.2019

Επικοινωνία οπτικών ινών- μέθοδος μετάδοσης πληροφοριών χρησιμοποιώντας ως φορέα ενός σήματος πληροφοριών ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολίαοπτική (σχεδόν υπέρυθρη) εμβέλεια και καλώδια οπτικών ινών ως συστήματα καθοδήγησης. Χάρη στο υψηλό φέρουσα συχνότητακαι ευρείες δυνατότητες πολυπλεξίας, η απόδοση των γραμμών οπτικών ινών είναι πολλές φορές μεγαλύτερη από την απόδοση όλων των άλλων συστημάτων επικοινωνίας και μπορεί να μετρηθεί σε Terabit ανά δευτερόλεπτο. Η χαμηλή εξασθένηση του φωτός σε μια οπτική ίνα καθιστά δυνατή τη χρήση επικοινωνίας οπτικών ινών σε σημαντικές αποστάσεις χωρίς τη χρήση ενισχυτών. Η επικοινωνία με οπτικές ίνες είναι απαλλαγμένη από ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές και είναι δύσκολη η πρόσβαση για μη εξουσιοδοτημένη χρήση: είναι τεχνικά εξαιρετικά δύσκολο να παρεμποδιστεί ένα σήμα που μεταδίδεται μέσω ενός οπτικού καλωδίου απαρατήρητο.

Φυσική βάση

Η επικοινωνία με οπτικές ίνες βασίζεται στο φαινόμενο της συνολικής εσωτερικής ανάκλασης ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων στη διεπαφή μεταξύ διηλεκτρικών με διαφορετικούς δείκτες διάθλασης. Μια οπτική ίνα αποτελείται από δύο στοιχεία - έναν πυρήνα, ο οποίος είναι άμεσος οδηγός φωτός, και ένα περίβλημα. Ο δείκτης διάθλασης του πυρήνα είναι κάπως υψηλότερος από τον δείκτη διάθλασης του κελύφους, λόγω του οποίου η δέσμη φωτός, που αντιμετωπίζει πολλαπλές αντανακλάσεις στη διεπαφή πυρήνα-κελύφους, διαδίδεται στον πυρήνα χωρίς να τον αφήνει.

Εφαρμογή

Η επικοινωνία με οπτικές ίνες χρησιμοποιείται ολοένα και περισσότερο σε όλους τους τομείς - από υπολογιστές και ενσωματωμένο χώρο, συστήματα αεροσκαφών και πλοίων έως συστήματα μετάδοσης πληροφοριών σε μεγάλες αποστάσεις, για παράδειγμα, μια γραμμή επικοινωνίας οπτικών ινών χρησιμοποιείται επί του παρόντος με επιτυχία Δυτική Ευρώπη- Ιαπωνία, τα περισσότερα απόπου διέρχεται από το έδαφος της Ρωσίας. Επιπλέον, το συνολικό μήκος των υποθαλάσσιων γραμμών επικοινωνίας οπτικών ινών μεταξύ των ηπείρων αυξάνεται.

Φυτικές ίνες σε κάθε σπίτι Fiber to the premiss, FTPή Fiber to the home, FTTH) - όρος που χρησιμοποιείται από τηλεπικοινωνιακούς παρόχους Διαδικτύου για να αναφέρεται σε ευρυζωνικά συστήματα τηλεπικοινωνιών που βασίζονται στην εγκατάσταση ενός καναλιού οπτικών ινών και τον τερματισμό του στην επικράτεια τελικός χρήστηςμε την εγκατάσταση τερματικού οπτικού εξοπλισμού για την παροχή μιας σειράς τηλεπικοινωνιακών υπηρεσιών, συμπεριλαμβανομένων:

πρόσβαση στο Διαδίκτυο υψηλής ταχύτητας·
Υπηρεσίες τηλεφωνικής επικοινωνίας·
υπηρεσίες λήψης τηλεόρασης.

Το κόστος χρήσης της τεχνολογίας οπτικών ινών μειώνεται, καθιστώντας αυτήν την υπηρεσία ανταγωνιστική παραδοσιακές υπηρεσίες.

Ιστορία

Η ιστορία των συστημάτων μετάδοσης δεδομένων σε μεγάλες αποστάσεις πρέπει να ξεκινά από την αρχαιότητα, όταν οι άνθρωποι χρησιμοποιούσαν σήματα καπνού. Από τότε, αυτά τα συστήματα έχουν βελτιωθεί δραματικά, πρώτα εμφανίστηκε ο τηλέγραφος και μετά το ομοαξονικό καλώδιο. Κατά την ανάπτυξή τους, αυτά τα συστήματα αργά ή γρήγορα αντιμετώπισαν θεμελιώδεις περιορισμούς: για τα ηλεκτρικά συστήματα, αυτό είναι το φαινόμενο της εξασθένησης του σήματος σε μια ορισμένη απόσταση, για τα συστήματα μικροκυμάτων, είναι η φέρουσα συχνότητα. Ως εκ τούτου, η αναζήτηση για θεμελιωδώς νέα συστήματα συνεχίστηκε και στο δεύτερο μισό του 20ου αιώνα βρέθηκε μια λύση - αποδείχθηκε ότι η μετάδοση σήματος με χρήση φωτός είναι πολύ πιο αποτελεσματική από τα ηλεκτρικά και τα σήματα μικροκυμάτων.

Το 1966, ο Kao και ο Hokam του εργαστηρίου STC (STL) εισήγαγαν συνηθισμένα γυάλινα οπτικά νημάτια που είχαν εξασθένηση 1000 dB/km (ενώ η εξασθένηση στο ομοαξονικό καλώδιο ήταν μόνο 5-10 dB/km) λόγω ακαθαρσιών που περιείχαν και το οποίο, καταρχήν, θα μπορούσε να αφαιρεθεί.

Υπήρχαν δύο παγκόσμια προβλήματα στην ανάπτυξη συστημάτων οπτικής μετάδοσης δεδομένων: η φωτεινή πηγή και ο φορέας σήματος. Το πρώτο επιλύθηκε με την εφεύρεση των λέιζερ το 1960, το δεύτερο με την εμφάνιση των οπτικών καλωδίων υψηλής ποιότητας το 1970. Αναπτύχθηκε από την Corning Incorporated ( Αγγλικά) . Η εξασθένηση σε τέτοια καλώδια ήταν περίπου 20 dB/km, κάτι που ήταν αρκετά αποδεκτό για μετάδοση σήματος σε συστήματα τηλεπικοινωνιών. Ταυτόχρονα, αναπτύχθηκαν αρκετά συμπαγή λέιζερ ημιαγωγών GaAs.

Μετά από εντατική έρευνα μεταξύ 1975 και 1980, εμφανίστηκε το πρώτο εμπορικό σύστημα οπτικών ινών, που λειτουργούσε με φως σε μήκος κύματος 0,8 microns και χρησιμοποιώντας ένα λέιζερ ημιαγωγών αρσενιδίου του γαλλίου (GaAs). Το bitrate των συστημάτων πρώτης γενιάς ήταν 45 Mbps, η απόσταση μεταξύ των αναμεταδοτών ήταν 10 km.

Στις 22 Απριλίου 1977 στο Λονγκ Μπιτς της Καλιφόρνια, η General Telephone and Electronics ήταν η πρώτη που χρησιμοποίησε μια οπτική σύνδεση για να μεταφέρει τηλεφωνική κίνηση στα 6 Mbps.

Η δεύτερη γενιά συστημάτων οπτικών ινών αναπτύχθηκε για εμπορική χρήση στις αρχές της δεκαετίας του 1980. Λειτουργούσαν με φως με μήκος κύματος 1,3 microns από λέιζερ InGaAsP. Ωστόσο, τέτοια συστήματα εξακολουθούσαν να είναι περιορισμένα λόγω της διασποράς που συμβαίνει στο κανάλι. Ωστόσο, ήδη από το 1987, αυτά τα συστήματα λειτουργούσαν με ταχύτητες έως και 1,7 Gbit/s με απόσταση μεταξύ επαναλήπτων 50 km.

Βασικοί ορισμοί

Μια οπτική ίνα είναι ένα γυάλινο ή πλαστικό νήμα που χρησιμοποιείται για να μεταφέρει φως μέσα του μέσω της συνολικής εσωτερικής ανάκλασης.

Η δομή ενός καλωδίου οπτικών ινών είναι πολύ απλή και παρόμοια με τη δομή ενός ομοαξονικού ηλεκτρικού καλωδίου, μόνο αντί για κεντρικό χάλκινο σύρμα, χρησιμοποιείται εδώ λεπτή (περίπου 1-10 μικρά σε διάμετρο) γυάλινη ίνα και αντί για εσωτερική μόνωση , ένα γυάλινο ή πλαστικό περίβλημα που δεν επιτρέπει στο φως να ξεπεράσει τις γυάλινες ίνες. Έχουμε να κάνουμε με το καθεστώς της λεγόμενης ολικής εσωτερικής ανάκλασης του φωτός από το όριο δύο ουσιών με διαφορετικούς δείκτες διάθλασης (ο δείκτης διάθλασης ενός γυάλινου κελύφους είναι πολύ χαμηλότερος από αυτόν της κεντρικής ίνας). Η μεταλλική πλέξη του καλωδίου συνήθως απουσιάζει, καθώς δεν απαιτείται θωράκιση από εξωτερικές ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές, αλλά μερικές φορές εξακολουθεί να χρησιμοποιείται για μηχανική προστασίααπό το περιβάλλον (ένα τέτοιο καλώδιο μερικές φορές ονομάζεται θωρακισμένο, μπορεί να συνδυάσει πολλά καλώδια οπτικών ινών κάτω από ένα περίβλημα).

Η οπτική ίνα είναι ένας κλάδος της εφαρμοσμένης επιστήμης και μηχανικής που περιγράφει τέτοιες ίνες. Οι οπτικές ίνες χρησιμοποιούνται στις επικοινωνίες οπτικών ινών, οι οποίες επιτρέπουν τη μετάδοση ψηφιακών πληροφοριών σε μεγάλες αποστάσεις και με υψηλότερο ρυθμό δεδομένων από τις ηλεκτρονικές επικοινωνίες. Σε ορισμένες περιπτώσεις, χρησιμοποιούνται επίσης για τη δημιουργία αισθητήρων.

Επικοινωνία επικοινωνίας οπτικών ινών που βασίζεται σε καλώδια οπτικών ινών. Η συντομογραφία FOCL (γραμμή επικοινωνίας οπτικών ινών) χρησιμοποιείται επίσης ευρέως. Χρησιμοποιείται σε διάφορους τομείς της ανθρώπινης δραστηριότητας, που κυμαίνονται από υπολογιστικά συστήματα έως δομές για επικοινωνία σε μεγάλες αποστάσεις. Είναι σήμερα η πιο δημοφιλής και αποτελεσματική μέθοδος παροχής τηλεπικοινωνιακών υπηρεσιών.

υλικά

Οι οπτικές ίνες γυαλιού κατασκευάζονται από γυαλί χαλαζία, αλλά άλλα υλικά όπως φθορο-ζιρκονικό, φθορο-αλουμίνιο και χαλκογονιδικά γυαλιά μπορούν να χρησιμοποιηθούν για το μακρινό υπέρυθρο. Όπως και άλλα γυαλιά, αυτά έχουν δείκτη διάθλασης περίπου 1,5.

Επί του παρόντος, αναπτύσσεται η χρήση πλαστικών οπτικών ινών (Plastic optical fibers).

Ως πηγές εκπομπής φωτός στα καλώδια οπτικών ινών, χρησιμοποιούνται τα ακόλουθα:

LED ή δίοδοι εκπομπής φωτός (Light Emmited Diode, LED).
λέιζερ ημιαγωγών ή διόδους λέιζερ (Laser Diode).

Για καλώδια μονής λειτουργίας, χρησιμοποιούνται μόνο δίοδοι λέιζερ, καθώς με τόσο μικρή διάμετρο της οπτικής ίνας, η ροή φωτός που δημιουργείται από το LED δεν μπορεί να κατευθυνθεί στην ίνα χωρίς μεγάλες απώλειες, έχει υπερβολικά μεγάλο μοτίβο ακτινοβολίας, ενώ το λέιζερ η δίοδος είναι στενή. Επομένως, φθηνότεροι πομποί LED χρησιμοποιούνται μόνο για καλώδια πολλαπλών λειτουργιών.

Αν και οι οπτικές ίνες είναι ένα ευρέως χρησιμοποιούμενο και δημοφιλές μέσο παροχής επικοινωνιών, η ίδια η τεχνολογία είναι απλή και αναπτύχθηκε εδώ και πολύ καιρό. Ένα πείραμα με την αλλαγή της κατεύθυνσης μιας δέσμης φωτός με διάθλαση επιδείχθηκε από τους Daniel Colladon και Jacques Babinet ήδη από το 1840. Λίγα χρόνια αργότερα, ο John Tyndall χρησιμοποίησε αυτό το πείραμα στις δημόσιες διαλέξεις του στο Λονδίνο και ήδη το 1870 δημοσίευσε ένα έργο για τη φύση του φωτός. Η πρακτική εφαρμογή της τεχνολογίας βρέθηκε μόλις τον εικοστό αιώνα. Στη δεκαετία του 1920, οι πειραματιστές Clarence Hasnell και John Berd απέδειξαν τη δυνατότητα μετάδοσης εικόνας μέσω οπτικών σωλήνων. Αυτή η αρχή χρησιμοποιήθηκε από τον Heinrich Lamm για την ιατρική εξέταση των ασθενών. Μόνο το 1952, ο Ινδός φυσικός Narinder Singh Kapany πραγματοποίησε μια σειρά από δικά του πειράματα, τα οποία οδήγησαν στην εφεύρεση της οπτικής ίνας. Στην πραγματικότητα, δημιούργησε την ίδια δέσμη γυάλινων νημάτων και το κέλυφος και ο πυρήνας ήταν κατασκευασμένα από ίνες με διαφορετικούς δείκτες διάθλασης. Το κέλυφος χρησίμευε στην πραγματικότητα ως καθρέφτης και ο πυρήνας ήταν πιο διαφανής, έτσι το πρόβλημα της ταχείας διάχυσης λύθηκε. Εάν νωρίτερα η δέσμη δεν έφτασε στο άκρο του οπτικού νήματος και ήταν αδύνατο να χρησιμοποιηθεί ένα τέτοιο μέσο μετάδοσης σε μεγάλες αποστάσεις, τώρα το πρόβλημα έχει λυθεί. Ο Narinder Kapani βελτίωσε την τεχνολογία μέχρι το 1956. Ένα μάτσο εύκαμπτες γυάλινες ράβδους μετέδιδαν την εικόνα σχεδόν χωρίς απώλεια ή παραμόρφωση.

Η εφεύρεση των οπτικών ινών το 1970 από ειδικούς της Corning, η οποία κατέστησε δυνατή την αντιγραφή ενός συστήματος μετάδοσης δεδομένων τηλεφωνικού σήματος σε ένα χάλκινο καλώδιο για την ίδια απόσταση χωρίς επαναλήπτες, θεωρείται σημείο καμπής στην ιστορία της ανάπτυξης των οπτικών ινών. τεχνολογίες. Οι προγραμματιστές κατάφεραν να δημιουργήσουν έναν αγωγό που είναι ικανός να διατηρεί τουλάχιστον το ένα τοις εκατό της ισχύος οπτικού σήματος σε απόσταση ενός χιλιομέτρου. Με τα σημερινά πρότυπα, αυτό είναι ένα μάλλον μέτριο επίτευγμα, και τότε απαραίτητη προϋπόθεσηπροκειμένου να αναπτυχθεί ένα νέο είδος ενσύρματης επικοινωνίας.

Αρχικά, η οπτική ίνα ήταν πολυφασική, δηλαδή μπορούσε να μεταδώσει εκατοντάδες φωτεινές φάσεις ταυτόχρονα. Επιπλέον, η αυξημένη διάμετρος του πυρήνα της ίνας κατέστησε δυνατή τη χρήση φθηνών οπτικών πομπών και συνδέσμων. Πολύ αργότερα, άρχισαν να χρησιμοποιούν μια ίνα μεγαλύτερης παραγωγικότητας, μέσω της οποίας ήταν δυνατή η εκπομπή μόνο μιας φάσης σε ένα οπτικό μέσο. Με την εισαγωγή της μονοφασικής ίνας, η ακεραιότητα του σήματος μπορούσε να διατηρηθεί σε μεγαλύτερη απόσταση, γεγονός που συνέβαλε στη μετάδοση σημαντικού όγκου πληροφοριών.

Η πιο δημοφιλής σήμερα είναι μια μονοφασική ίνα με μηδενική μετατόπιση μήκους κύματος. Από το 1983 κατέχει ηγετική θέση μεταξύ των προϊόντων της βιομηχανίας οπτικών ινών, έχοντας αποδείξει τις επιδόσεις της σε δεκάδες εκατομμύρια χιλιόμετρα.

Ταξινόμηση

Υπάρχουν διάφορες κατηγορίες οπτικών ινών ανάλογα με τα χαρακτηριστικά της δομής και την αρχή λειτουργίας:

Μονότροπες ίνες
Πολύτροπες ίνες
Οπτικές ίνες με διαβαθμισμένο δείκτη διάθλασης

Οπτικές ίνες με προφίλ κατανομής βαθμιδωτού δείκτη διάθλασης.

Προφίλ δείκτη διάθλασης διάφοροι τύποιοπτικές ίνες: πολύτροπη ίνα με βαθμιδωτή αλλαγή στον δείκτη διάθλασης (a). πολυτροπική ίνα με ομαλή αλλαγή στον δείκτη διάθλασης (6). ίνα μονής λειτουργίας (γ).

Όλες οι οπτικές ίνες χωρίζονται σε δύο κύριες ομάδες: MMF πολλαπλών λειτουργιών (multi mode fiber) και single mode SMF (single mode fiber).

Η έννοια του "mode" περιγράφει τον τρόπο διάδοσης των ακτίνων φωτός στον εσωτερικό πυρήνα του καλωδίου. Ένα καλώδιο μονής λειτουργίας χρησιμοποιεί έναν κεντρικό αγωγό πολύ μικρής διαμέτρου, ανάλογο με το μήκος κύματος του φωτός από 5 έως 10 μικρά. Σε αυτή την περίπτωση, σχεδόν όλες οι ακτίνες φωτός διαδίδονται κατά μήκος του οπτικού άξονα της ίνας χωρίς να ανακλώνται από τον εξωτερικό αγωγό. Η παραγωγή εξαιρετικά λεπτών ινών υψηλής ποιότητας για ένα καλώδιο μονής λειτουργίας είναι μια πολύπλοκη τεχνολογική διαδικασία, η οποία καθιστά ένα καλώδιο μονής λειτουργίας αρκετά ακριβό. Επιπλέον, είναι μάλλον δύσκολο να κατευθύνει μια δέσμη φωτός σε μια ίνα τόσο μικρής διαμέτρου χωρίς να χάσει σημαντικό μέρος της ενέργειάς της. Τα καλώδια πολλαπλών λειτουργιών χρησιμοποιούν ευρύτερους εσωτερικούς πυρήνες που είναι πιο εύκολο να κατασκευαστούν τεχνολογικά. Τα πρότυπα ορίζουν τα δύο πιο κοινά καλώδια πολλαπλών τρόπων: 62,5/125 µm και 50/125 µm, όπου 62,5 µm ή 50 µm είναι η διάµετρος του κεντρικού αγωγού και 125 µm είναι η διάµετρος του εξωτερικού αγωγού.

Πολύτροπες ίνες

Οι πολύτροπες ίνες χωρίζονται σε κλιμακωτές (βηματικές ίνες πολλαπλών λειτουργιών δείκτη) και βαθμιδωτές (ίνες πολλαπλών λειτουργιών διαβαθμισμένου δείκτη).

Σε ένα καλώδιο πολλαπλών τρόπων, οι διαδρομές των ακτίνων φωτός έχουν μια αξιοσημείωτη εξάπλωση, με αποτέλεσμα να παραμορφώνεται το σχήμα του σήματος στο άκρο λήψης του καλωδίου. Η κεντρική ίνα έχει διάμετρο 62,5 μm και η διάμετρος του εξωτερικού περιβλήματος είναι 125 μm (αυτό αναφέρεται μερικές φορές ως 62,5/125). Για τη μετάδοση χρησιμοποιείται ένα συμβατικό (μη λέιζερ) LED, το οποίο μειώνει το κόστος και αυξάνει τη διάρκεια ζωής των πομποδεκτών σε σύγκριση με ένα καλώδιο μονής λειτουργίας. Το μήκος κύματος του φωτός σε ένα καλώδιο πολλαπλών τρόπων είναι 0,85 μm. Το επιτρεπόμενο μήκος καλωδίου φτάνει τα 2-5 km. Επί του παρόντος, το καλώδιο πολλαπλών τρόπων είναι ο κύριος τύπος καλωδίου οπτικών ινών επειδή είναι φθηνότερο και πιο ευρέως διαθέσιμο.

Πολύτροπη κλιμακωτή ίνα

Οι πρώτες ίνες δεδομένων ήταν πολύτροπες κλιμακωτές ίνες δείκτη. Για να διαδοθεί το φως λόγω της συνολικής εσωτερικής ανάκλασης, είναι απαραίτητο να έχουμε τον δείκτη διάθλασης του γυαλιού του πυρήνα, n1, ελαφρώς μεγαλύτερο από τον δείκτη διάθλασης του γυαλιού επένδυσης, n2. Στη διεπαφή μεταξύ δύο γυάλινων μέσων, πρέπει να πληρούται η ακόλουθη συνθήκη: n1 > n2 . Εάν ο δείκτης διάθλασης του πυρήνα μιας οπτικής ίνας n1 είναι ο ίδιος σε ολόκληρη τη διατομή, τότε η ίνα λέγεται ότι έχει βαθμιδωτή κατατομή. Ένας τέτοιος οδηγός φωτός ινών είναι πολύτροπος. Ο παλμός φωτός που διαδίδεται σε αυτό αποτελείται από πολλά εξαρτήματα που οδηγούνται σε ξεχωριστούς τρόπους λειτουργίας της ίνας. Κάθε μία από αυτές τις λειτουργίες διεγείρεται στην είσοδο της ίνας από μόνη της ορισμένη γωνίαεισέρχεται στην ίνα και κατευθύνεται κατά μήκος της κατά μήκος του πυρήνα, περνώντας με διαφορετικές διαδρομές δοκού. Κάθε λειτουργία διανύει διαφορετική απόσταση οπτικής διαδρομής και επομένως διασχίζει όλο το μήκος της ίνας μέσα διαφορετική ώρα. Σε αυτή την περίπτωση, εάν εφαρμόσουμε έναν σύντομο (ορθογώνιο) παλμό φωτός στην είσοδο της ίνας, τότε στην έξοδο της πολυτροπικής ίνας θα έχουμε έναν παλμό «θολωμένο» στο χρόνο. Αυτή η παραμόρφωση, λόγω της διασποράς του χρόνου καθυστέρησης των μεμονωμένων τρόπων λειτουργίας, ονομάζεται διασπορά τρόπου λειτουργίας.

Multimode Gradient Profile Fibers

Στην κλιμακωτή πολυτροπική οπτική ίνα, οι τρόποι διαδίδονται κατά μήκος οπτικών μονοπατιών διαφορετικών μηκών και επομένως φτάνουν στο τέλος της ίνας σε διαφορετικούς χρόνους. Αυτή η διασπορά μπορεί να μειωθεί σημαντικά εάν ο δείκτης διάθλασης του γυαλιού του πυρήνα μειωθεί παραβολικά από μια μέγιστη τιμή n1 στον άξονα της ίνας σε δείκτη διάθλασης n2 στη διεπαφή με την επένδυση. Ένας οπτικός κυματοδηγός με τέτοιο προφίλ (όταν ο δείκτης διάθλασης αλλάζει ομαλά) ονομάζεται οδηγός φωτός βαθμιδωτής ίνας. Ακτίνες φωτός περνούν μέσα από μια τέτοια ίνα σε κυματοειδείς ή ελικοειδείς σπείρες. Όσο περισσότερο αποκλίνει η δέσμη φωτός από τον άξονα της ίνας, τόσο περισσότερο τυλίγεται πίσω στον άξονα. Σε αυτή την περίπτωση, δεδομένου ότι ο δείκτης διάθλασης μειώνεται από τον άξονα προς την άκρη του πυρήνα, η ταχύτητα διάδοσης του φωτός στο μέσο αυξάνεται. Ως αποτέλεσμα, οι μεγαλύτερες οπτικές διαδρομές αντισταθμίζονται από μικρότερους χρόνους διέλευσης. Ως αποτέλεσμα, η διαφορά στις χρονικές καθυστερήσεις των διαφορετικών δοκών εξαφανίζεται σχεδόν εντελώς.

ίνες απλής λειτουργίας

Οι ίνες μονής λειτουργίας χωρίζονται σε κλιμακωτές ίνες μονής λειτουργίας (βήμα ευρετηρίου ίνα μονής λειτουργίας) ή τυπικές ίνες SF (τυπική ίνα), ίνες με μετατόπιση διασποράς DSF (ίνα μονής λειτουργίας με μετατόπιση διασποράς) και ίνες με μη μηδενική μετατόπιση διασποράς NZDSF (ίνα μονής λειτουργίας με μετατόπιση μη μηδενικής διασποράς).

Σε ένα καλώδιο μονής λειτουργίας, σχεδόν όλες οι δέσμες διανύουν την ίδια διαδρομή, έτσι φτάνουν όλες στον δέκτη ταυτόχρονα και η κυματομορφή είναι ουσιαστικά χωρίς παραμόρφωση. Ένα καλώδιο μονής λειτουργίας έχει κεντρική διάμετρο ίνας περίπου 1,3 μm και μεταδίδει φως μόνο στο ίδιο μήκος κύματος (1,3 μm). Η διασπορά και η απώλεια σήματος είναι πολύ μικρές, γεγονός που σας επιτρέπει να μεταδίδετε σήματα σε πολύ μεγαλύτερη απόσταση από ό,τι στην περίπτωση χρήσης καλωδίου πολλαπλών λειτουργιών. Για καλώδιο μονής λειτουργίας, χρησιμοποιούνται πομποδέκτες λέιζερ, χρησιμοποιώντας φως μόνο με το απαιτούμενο μήκος κύματος. Τέτοιοι πομποδέκτες εξακολουθούν να είναι σχετικά ακριβοί και όχι πολύ ανθεκτικοί. Ωστόσο, στο μέλλον, το καλώδιο μίας λειτουργίας θα πρέπει να γίνει mainstream λόγω των εξαιρετικών χαρακτηριστικών του.

Βηματικές ίνες προφίλ

Η τροπική διασπορά σε μια οπτική ίνα μπορεί να εξαλειφθεί εάν οι δομικές παράμετροι μιας κλιμακωτής ίνας επιλεγούν με τέτοιο τρόπο ώστε μόνο ένας τρόπος να κατευθύνεται σε αυτήν, δηλαδή ο θεμελιώδης (θεμελιώδης) τρόπος. Ωστόσο, ο θεμελιώδης τρόπος διευρύνεται επίσης στο χρόνο καθώς περνά μέσα από μια τέτοια ίνα. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται χρωματική διασπορά. Είναι μια ιδιότητα του υλικού, επομένως, κατά κανόνα, εμφανίζεται σε οποιαδήποτε οπτική ίνα, αλλά στο εύρος μήκους κύματος από 1200 έως 1600 nm είναι σχετικά μικρό ή απουσιάζει. Για να κατασκευαστεί μια κλιμακωτή ίνα χαμηλής εξασθένησης που καθοδηγεί μόνο τον θεμελιώδη τρόπο λειτουργίας στο εύρος μήκους κύματος άνω των 1200 nm, η διάμετρος πεδίου λειτουργίας πρέπει να μειωθεί στα 8-10 μm. Μια τέτοια βαθμιδωτή οπτική ίνα ονομάζεται τυπική απλή οπτική ίνα.

Ίνες με προφίλ πολλαπλών σταδίων

Το προφίλ δείκτη διάθλασης μιας συμβατικής ίνας μονής λειτουργίας έχει ένα κλιμακωτό προφίλ. Για μια τέτοια δομή προφίλ, το άθροισμα της διασποράς του υλικού στη διασπορά του κυματοδηγού σε ένα μήκος κύματος περίπου 1300 nm είναι μηδέν. Για σύγχρονες συσκευές επικοινωνίας οπτικών ινών που χρησιμοποιούν μήκη κύματος 1550 nm ή ταυτόχρονη μετάδοση σημάτων σε πολλά μήκη κύματος, είναι επιθυμητό να υπάρχει μηδενική διασπορά σε άλλα μήκη κύματος. Και για αυτό είναι απαραίτητο να αλλάξει η διασπορά κύματος και, κατά συνέπεια, η δομή του διαθλαστικού προφίλ της οπτικής ίνας. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα προφίλ πολλαπλών βημάτων ή τμηματοποιημένου δείκτη διάθλασης. Χρησιμοποιώντας αυτά τα προφίλ, είναι δυνατή η παραγωγή οπτικών ινών των οποίων το μήκος κύματος μηδενικής διασποράς μετατοπίζεται έως και 1550 nm (ίνα μετατοπισμένης διασποράς) ή οι τιμές διασποράς είναι πολύ μικρές σε ολόκληρο το εύρος μήκους κύματος από 1300 nm έως 1550 nm (λείανση ή ίνα με αντιστάθμιση διασποράς).

Η διάμετρος του πυρήνα των ινών μονής λειτουργίας είναι 7-9 μικρά. Λόγω της μικρής διαμέτρου, μόνο ένας τρόπος ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας μεταδίδεται μέσω της ίνας, γεγονός που εξαλείφει την επίδραση των παραμορφώσεων διασποράς. Επί του παρόντος, σχεδόν όλες οι κατασκευασμένες ίνες είναι μονής λειτουργίας.

Στοιχεία γραμμής οπτικών ινών

Οπτικός δέκτης

Οι οπτικοί δέκτες ανιχνεύουν σήματα που μεταδίδονται μέσω ενός καλωδίου οπτικών ινών και τα μετατρέπουν σε ηλεκτρικά σήματα, τα οποία στη συνέχεια τα ενισχύουν και τα αναδιαμορφώνουν περαιτέρω, καθώς και σήματα ρολογιού. Ανάλογα με τον ρυθμό baud και τις ιδιαιτερότητες του συστήματος της συσκευής, η ροή δεδομένων μπορεί να μετατραπεί από σειριακή σε παράλληλη.

Οπτικός πομπός

Ένας οπτικός πομπός σε ένα σύστημα οπτικών ινών μετατρέπει την ηλεκτρική ακολουθία δεδομένων που παρέχονται από τα στοιχεία του συστήματος σε μια ροή οπτικών δεδομένων.

προενισχυτής

Ο ενισχυτής μετατρέπει το ασύμμετρο ρεύμα από τον αισθητήρα φωτοδιόδου σε ασύμμετρη τάση, η οποία ενισχύεται και μετατρέπεται σε διαφορικό σήμα.

Συγχρονισμός chip και ανάκτηση δεδομένων

Αυτό το μικροκύκλωμα πρέπει να ανακτήσει τα σήματα ρολογιού από τη λαμβανόμενη ροή δεδομένων και το ρολόι τους. Το κύκλωμα βρόχου κλειδώματος φάσης που απαιτείται για την ανάκτηση ρολογιού είναι επίσης πλήρως ενσωματωμένο στο τσιπ ρολογιού και δεν απαιτεί εξωτερική αναφορά ρολογιού.

Οπτικό καλώδιο, που αποτελείται από οπτικές ίνες κάτω από ένα κοινό προστατευτικό περίβλημα.

Πομποδέκτες οπτικών ινών

Προκειμένου να μεταδοθούν δεδομένα μέσω οπτικών καναλιών, τα σήματα πρέπει να μετατραπούν από ηλεκτρική σε οπτική μορφή, να μεταδοθούν μέσω μιας γραμμής επικοινωνίας και στη συνέχεια να μετατραπούν ξανά σε ηλεκτρική μορφή στον δέκτη. Αυτές οι μετατροπές πραγματοποιούνται στη συσκευή πομποδέκτη, η οποία περιέχει ηλεκτρονικά εξαρτήματα μαζί με οπτικά εξαρτήματα.

Χρησιμοποιείται ευρέως στην τεχνολογία μετάδοσης, ο πολυπλέκτης διαίρεσης χρόνου σάς επιτρέπει να αυξήσετε τον ρυθμό μετάδοσης έως και 10 Gb / s. Τα σύγχρονα συστήματα οπτικών ινών υψηλής ταχύτητας προσφέρουν τα ακόλουθα πρότυπα ταχύτητας μετάδοσης.

Πρότυπο SONET	Πρότυπο SDH	Ταχύτητα μετάδοσης
		51,84 Mbps
		155,52 Mbps
		622,08 Mbps
		2,4883 Gb/s
		9,9533 Gb/s

Νέες μέθοδοι πολυπλεξίας διαίρεσης μήκους κύματος ή πολυπλεξίας φασματικής διαίρεσης καθιστούν δυνατή την αύξηση της πυκνότητας μετάδοσης δεδομένων. Για να γίνει αυτό, ροές πολλαπλών πληροφοριών πολυπλεξίας αποστέλλονται σε ένα μόνο κανάλι οπτικών ινών χρησιμοποιώντας τη μετάδοση κάθε ρεύματος σε διαφορετικά μήκη κύματος. Τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα στον δέκτη και τον πομπό WDM είναι διαφορετικά από αυτά που χρησιμοποιούνται σε ένα σύστημα διαίρεσης χρόνου.

Πλεονεκτήματα του τύπου επικοινωνίας οπτικών ινών

Ευρυζωνικά οπτικά σήματα λόγω εξαιρετικά υψηλής συχνότητας φορέα. Αυτό σημαίνει ότι οι πληροφορίες μπορούν να μεταδοθούν μέσω μιας γραμμής οπτικών ινών με ρυθμό της τάξης του 1 Tbit/s.
Πολύ χαμηλή εξασθένηση του φωτεινού σήματος στην ίνα, η οποία καθιστά δυνατή τη δημιουργία γραμμών επικοινωνίας οπτικών ινών μήκους έως και 100 km ή περισσότερο χωρίς αναγέννηση σήματος.
Αντοχή σε ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές από τα περιβάλλοντα συστήματα καλωδίων χαλκού (γραμμές ηλεκτρικής ενέργειας, συστήματα ηλεκτρικής πρόωσης κ.λπ.) και καιρικές συνθήκες.
Προστασία από μη εξουσιοδοτημένη πρόσβαση. Οι πληροφορίες που μεταδίδονται μέσω γραμμών επικοινωνίας οπτικών ινών δεν μπορούν να υποκλαπούν με μη καταστροφικό τρόπο.
Ηλεκτρική ασφάλεια. Όντας, στην πραγματικότητα, μια διηλεκτρική, οπτική ίνα αυξάνει την εκρηκτική και πυρασφάλεια του δικτύου, κάτι που είναι ιδιαίτερα σημαντικό στα χημικά και διυλιστήρια πετρελαίου, κατά την εξυπηρέτηση τεχνολογικών διεργασιών υψηλού κινδύνου.
Ανθεκτικότητα FOCL Η διάρκεια ζωής των γραμμών επικοινωνίας οπτικών ινών είναι τουλάχιστον 25 χρόνια.

Μειονεκτήματα του τύπου επικοινωνίας οπτικών ινών

Το σχετικά υψηλό κόστος των ενεργών στοιχείων γραμμής που μετατρέπουν τα ηλεκτρικά σήματα σε φως και το φως σε ηλεκτρικά σήματα.
Σχετικά υψηλό κόστος ματίσματος οπτικών ινών. Αυτό απαιτεί ακριβή, και ως εκ τούτου ακριβό, τεχνολογικό εξοπλισμό. Ως αποτέλεσμα, όταν σπάει ένα οπτικό καλώδιο, το κόστος επαναφοράς του FOCL είναι υψηλότερο από ό,τι όταν εργάζεστε με χάλκινα καλώδια.

Εφαρμογή γραμμών επικοινωνίας οπτικών ινών

Η οπτική ίνα χρησιμοποιείται ενεργά για την κατασκευή αστικών, περιφερειακών και ομοσπονδιακών δικτύων επικοινωνίας, καθώς και για τη διευθέτηση γραμμών σύνδεσης μεταξύ των αυτόματων τηλεφωνικών κέντρων πόλεων. Αυτό οφείλεται στην ταχύτητα, την αξιοπιστία και το υψηλό εύρος ζώνης των δικτύων οπτικών ινών. Επίσης, μέσω της χρήσης καναλιών οπτικών ινών, υπάρχουν καλωδιακή τηλεόραση, τηλεπαρακολούθηση βίντεο, τηλεδιάσκεψη και μετάδοση βίντεο, τηλεμετρία και άλλα συστήματα πληροφοριών. Στο μέλλον, τα δίκτυα οπτικών ινών αναμένεται να χρησιμοποιούν τη μετατροπή των σημάτων ομιλίας σε οπτικά.

Ομοσπονδιακό κρατικό προϋπολογισμό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Ανώτατης Επαγγελματικής Εκπαίδευσης

Εθνικό Πανεπιστήμιο Ερευνών Αγίας Πετρούπολης

τεχνολογία πληροφοριών, μηχανική και οπτική

Σχολή IKVO Τμήμα MIPiU

Κατεύθυνση (ειδικότητα) 090900 "Ασφάλεια πληροφοριών"Ομάδα 2750

Προσόντα (πτυχίο) πτυχίο

Στο μάθημα "Έννοιες της σύγχρονης φυσικής επιστήμης"

Επικοινωνία οπτικών ινών.

Ολοκληρώθηκε το:

φοιτητής 2ου έτους

Bogopolskaya E.A.

Υποψήφιος Τεχνικών Επιστημών, Αναπληρωτής Καθηγητής του Τμήματος PBCS

Komarova I.E.

Γ.Σ-Πετρούπολη

1. Βασικές έννοιες…………………………………1

2.Υλικά………………………………………………………………………………………………………

3.Ιστορία…………………………………………………………………………………………………………

4.Ταξινόμηση………………………………………...3

5.Στοιχεία γραμμών οπτικών ινών………7

6.Πλεονεκτήματα του τύπου επικοινωνίας οπτικών ινών......9

7. Μειονεκτήματα του τύπου επικοινωνίας οπτικών ινών .......9

8.Εφαρμογή γραμμών επικοινωνίας οπτικών ινών…….9

οπτική επικοινωνία

επικοινωνία μέσω ηλεκτρομαγνητικών ταλαντώσεων του οπτικού εύρους (συνήθως 10 13 -10 15 Hz). Η χρήση φωτός για τα απλούστερα (χαμηλής πληροφόρησης) συστήματα επικοινωνίας έχει μακρά ιστορία (βλ., για παράδειγμα, Optical Telegraph). Με την έλευση των λέιζερ κατέστη δυνατή η μεταφορά στην οπτική περιοχή μιας ποικιλίας μέσων και αρχών για τη λήψη, την επεξεργασία και τη μετάδοση πληροφοριών που αναπτύχθηκαν για την εμβέλεια του ραδιοφώνου. Η τεράστια αύξηση του όγκου των μεταδιδόμενων πληροφοριών και, ταυτόχρονα, η σχεδόν πλήρης εξάντληση της χωρητικότητας της ραδιοφωνικής ζώνης κατέστησαν εξαιρετική σημασία το πρόβλημα της κυριαρχίας της οπτικής ζώνης για επικοινωνιακούς σκοπούς. Τα κύρια πλεονεκτήματα του O. s. σε σύγκριση με την επικοινωνία σε ραδιοσυχνότητες, που καθορίζεται από την υψηλή τιμή της οπτικής συχνότητας (μικρό μήκος κύματος): μεγάλο εύρος ζώνης για τη μετάδοση πληροφοριών, 10 4 φορές μεγαλύτερο από το εύρος ζώνης ολόκληρης της ραδιοσυχνότητας και υψηλή κατευθυντικότητα ακτινοβολίας στην είσοδο και στην έξοδο Διάφραγμα x, κεραίες πολύ μικρότερων διαφραγμάτων στην περιοχή ραδιοφώνου. Τελευταία Αξιοπρέπεια O. s. επιτρέπει τη χρήση γεννητριών με σχετικά χαμηλή ισχύ σε πομπούς συστημάτων οπτικών επικοινωνιών και παρέχει αυξημένη θόρυβο και μυστικότητα επικοινωνίας.

Δομικά, η γραμμή του Ο. με. παρόμοια με μια ραδιοζεύξη (Βλ. ραδιοεπικοινωνία). Για τη διαμόρφωση της ακτινοβολίας μιας οπτικής γεννήτριας, είτε η διαδικασία παραγωγής ελέγχεται ενεργώντας στην πηγή ισχύος ή στον οπτικό συντονιστή της γεννήτριας, είτε χρησιμοποιούνται πρόσθετες εξωτερικές συσκευές που αλλάζουν την ακτινοβολία εξόδου σύμφωνα με τον απαιτούμενο νόμο (βλ. Διαμόρφωση φωτός) . Με τη βοήθεια της οπτικής μονάδας εξόδου, η ακτινοβολία διαμορφώνεται σε μια δέσμη χαμηλής απόκλισης που φτάνει στην οπτική μονάδα εισόδου, η οποία την εστιάζει στην ενεργή επιφάνεια του φωτομετατροπέα. Από την έξοδο του τελευταίου, ηλεκτρικά σήματα εισέρχονται στους κόμβους επεξεργασίας πληροφοριών. Η επιλογή της φέρουσας συχνότητας στο σύστημα Ο. με. - μια πολύπλοκη σύνθετη εργασία, η οποία πρέπει να λαμβάνει υπόψη τις συνθήκες για τη διάδοση της οπτικής ακτινοβολίας στο μέσο μετάδοσης, τα τεχνικά χαρακτηριστικά των λέιζερ, των διαμορφωτών, των δεκτών φωτός (βλ. Δέκτες φωτός), των οπτικών κόμβων. Στα συστήματα του Ο. με. χρησιμοποιούνται δύο μέθοδοι λήψης σημάτων - άμεση ανίχνευση και ετεροδύνη λήψη. Μέθοδος ετεροδύνης λήψης, με πολλά πλεονεκτήματα, τα κυριότερα από τα οποία είναι η αυξημένη ευαισθησία και οι διακρίσεις θόρυβος φόντου, τεχνικά πολύ πιο περίπλοκο από την άμεση ανίχνευση. Ένα σοβαρό μειονέκτημα αυτής της μεθόδου είναι η σημαντική εξάρτηση της τιμής του σήματος στην έξοδο του φωτοανιχνευτή από τα χαρακτηριστικά της διαδρομής.

Ανάλογα με το εύρος του συστήματος O. s. μπορούν να χωριστούν στις ακόλουθες κύριες κατηγορίες: ανοικτά επίγεια συστήματα μικρής εμβέλειας που χρησιμοποιούν τη διέλευση ακτινοβολίας στα επιφανειακά στρώματα της ατμόσφαιρας. επίγεια συστήματα που χρησιμοποιούν κλειστά κανάλια καθοδήγησης φωτός (οδηγοί φωτός ινών, δομές καθρέφτη καθοδήγησης φωτός) για εξαιρετικά ενημερωτική επικοινωνία μεταξύ αυτόματων τηλεφωνικών κέντρων, υπολογιστών, για επικοινωνία από απόσταση; άκρως ενημερωτικές γραμμές επικοινωνίας (κυρίως ρελέ) που λειτουργούν στο κοντινό εξωτερικό διάστημα. μακρινές διαστημικές γραμμές επικοινωνίας.

Στην ΕΣΣΔ και στο εξωτερικό, έχει αποκτηθεί κάποια εμπειρία στην εργασία με ανοιχτές γραμμές O.. στα επιφανειακά στρώματα της ατμόσφαιρας χρησιμοποιώντας λέιζερ. Αποδεικνύεται ότι η ισχυρή εξάρτηση της αξιοπιστίας της επικοινωνίας από τις ατμοσφαιρικές συνθήκες (που καθορίζουν την οπτική ορατότητα) κατά μήκος της διαδρομής διάδοσης περιορίζει τη χρήση ανοιχτών γραμμών οπτικής επικοινωνίας. σχετικά μικρές αποστάσεις (αρκετά χιλιόμετρα) και μόνο για αντιγραφή υφιστάμενων γραμμών καλωδιακής επικοινωνίας, χρήση σε κινητά συστήματα χαμηλής πληροφόρησης, συστήματα σηματοδότησης κ.λπ. Ωστόσο, οι ανοιχτές γραμμές του Ο. με. πολλά υποσχόμενη ως η συγγένεια της σύνδεσης μεταξύ της Γης και του διαστήματος. Για παράδειγμα, χρησιμοποιώντας μια δέσμη λέιζερ, οι πληροφορίες μπορούν να μεταδοθούν σε απόσταση. Οπτική επικοινωνία10 8 χλμσε ταχύτητες έως 10 5 κομμάτι V δευτ, ενώ η τεχνολογία μικροκυμάτων σε αυτές τις αποστάσεις παρέχει ταχύτητα μετάδοσης μόνο Οπτική επικοινωνία10 κομμάτι V δευτ. Κατ' αρχήν ο Ο. σ. στο διάστημα είναι δυνατή σε αποστάσεις έως 10 10 χλμ, κάτι που είναι αδιανόητο για άλλα συστήματα επικοινωνίας. ωστόσο η κατασκευή κοσμικών γραμμών O. s. τεχνικά πολύ δύσκολο.

Υπό επίγειες συνθήκες, τα πιο πολλά υποσχόμενα συστήματα είναι τα O. s., που χρησιμοποιούν δομές κλειστού φωτός-οδηγού. Το 1974 παρουσιάστηκε η δυνατότητα κατασκευής γυάλινων οδηγών φωτός με εξασθένηση. μεταδιδόμενα σήματαόχι περισσότερα από μερικά db/χλμ. Στο σύγχρονο επίπεδοτεχνολογία, χρησιμοποιώντας εκπομπούς διόδων ημιαγωγών που λειτουργούν τόσο με λέιζερ (συνεκτικό) όσο και με μη συνεκτικό τρόπο λειτουργίας, καλώδια με πυρήνες από ελαφριές ίνες και δέκτες ημιαγωγών, είναι δυνατή η δημιουργία γραμμών επικοινωνίας για χιλιάδες τηλεφωνικά κανάλια με επαναλήπτες που βρίσκονται σε αποστάσεις περίπου 10 χλμο ένας από τον άλλο. Εντατική δουλειάσχετικά με τη δημιουργία εκπομπών λέιζερ με διάρκεια ζωής Οπτική επικοινωνία 10-100 χιλιάδες ώρες η, η ανάπτυξη ευρυζωνικών δεκτών υψηλής ευαισθησίας, πιο αποτελεσματικών δομών οδηγών φωτός και τεχνολογίας για την κατασκευή οδηγών φωτός μεγάλων αποστάσεων, προφανώς, θα κάνει την Ο. με. ανταγωνιστική με την επικοινωνία μέσω των υπαρχουσών γραμμών καλωδίων και ρελέ ήδη την επόμενη δεκαετία. Μπορεί να αναμένεται ότι ο O. s. θα λάβει σημαντική θέση στο εθνικό δίκτυο επικοινωνιών μαζί με άλλα μέσα. Στην προοπτική του συστήματος του Ο. με. με ελαφρές κατευθυντήριες γραμμές, όσον αφορά τις δυνατότητες πληροφόρησης και το κόστος ανά μονάδα πληροφοριών, μπορούν να γίνουν ο κύριος τύπος ραχοκοκαλιάς και ενδοεπικοινωνιών.

Λιτ.: Chernyshev V. N., Sheremetiev A. G., Kobzev V. V., Lasers in communication systems, M.,; Pratt V.K., Συστήματα επικοινωνίας λέιζερ, μτφρ. from English, Μ., 1972; Η χρήση λέιζερ, μεταφρ. από τα αγγλικά, Μ., 1974.

A. V. Ievsky, M. F. Stelmakh.

Μεγάλη Σοβιετική Εγκυκλοπαίδεια. - Μ.: Σοβιετική Εγκυκλοπαίδεια. 1969-1978 .

Δείτε τι είναι η "Οπτική επικοινωνία" σε άλλα λεξικά:

Η μετάδοση πληροφοριών μέσω του φωτός. Οι απλούστεροι (μη ενημερωτικοί) τύποι Ο. σ. χρησιμοποιείται με συν. 18ος αιώνας (π.χ. σηματοφόρο αλφάβητο). Με την εμφάνιση των λέιζερ, κατέστη δυνατή η μεταφορά σε οπτικό. γκάμα μέσων και αρχών απόκτησης, επεξεργασίας ... ... Φυσική Εγκυκλοπαίδεια

ΟΠΤΙΚΗ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑ CM- Οπτική επικοινωνία... Μεγάλη Πολυτεχνική Εγκυκλοπαίδεια

Μεγάλο Εγκυκλοπαιδικό Λεξικό

οπτική επικοινωνία- Δείτε οπτικές επικοινωνίες. Η διαφορά στη χρήση των δύο όρων είναι η εξής: η έννοια του οπτικού αναφέρεται συχνότερα σε εξοπλισμό οπτικής επικοινωνίας και ο όρος lightwave σε εγκαταστάσεις επεξεργασίας οπτικού σήματος. [L.M. Nevdyaev. ... Εγχειρίδιο Τεχνικού Μεταφραστή

Επικοινωνία μεταξύ δύο ή περισσότερων σημείων μέσω φωτεινών, φωτεινών σημάτων. Η χρήση του φωτός για τη μετάδοση των απλούστερων μηνυμάτων έχει μακρά ιστορία. Από την αρχαιότητα, οι φωτιές των πυρκαγιών προειδοποιούσαν για την προσέγγιση των εχθρών, υποδεικνύουν το μονοπάτι ... ... Εγκυκλοπαίδεια της τεχνολογίας

Επικοινωνία μέσω ηλεκτρομαγνητικών ταλαντώσεων στην οπτική περιοχή (1013 1015 Hz), συνήθως με χρήση λέιζερ. Τα συστήματα οπτικής επικοινωνίας είναι δομικά παρόμοια με τα συστήματα ραδιοεπικοινωνίας. Οι οπτικές γραμμές επικοινωνίας είναι πολλά υποσχόμενες, ο χώρος ανοιχτός και επίγειος ... ... εγκυκλοπαιδικό λεξικό

οπτική επικοινωνία- optinis ryšys statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. οπτική επικοινωνία vok. optische Kopplung, f; optische Nachrichtenübertragung, f rus. οπτική επικοινωνία, f pranc. οπτική επικοινωνία, m … Automatikos terminų žodynas

Επικοινωνία μεταξύ δύο ή περισσότερων. σημεία μέσω ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων οπτικά. εύρος. οπτική χωρητικότητα Το κανάλι επικοινωνίας υπερβαίνει σημαντικά τη χωρητικότητα των καναλιών ραδιοσυχνοτήτων, καθώς η οπτική ακτινοβολία έχει συχνότητες της τάξης των 10 1000 THz (1012 1015 Hz) ... Μεγάλο εγκυκλοπαιδικό πολυτεχνικό λεξικό

Η επικοινωνία οπτικών ινών είναι ένας τύπος ενσύρματης τηλεπικοινωνίας που χρησιμοποιεί την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία της οπτικής (σχεδόν υπέρυθρης) εμβέλειας ως φορέα σημάτων πληροφοριών και τις ίνες ως συστήματα καθοδήγησης ... ... Wikipedia

Ο ΚΟΣΜΟΣ ΤΩΝ ΑΡΙΘΜΩΝ ΚΑΙ ΤΟΥ ΓΥΑΛΙΟΥ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Οι επικοινωνίες με οπτικές ίνες έχουν πολλά γνωστά πλεονεκτήματα έναντι των συνεστραμμένων ζευγών και ομοαξονικών καλωδίων, όπως η ατρωσία σε ηλεκτρικές παρεμβολές και το αξεπέραστο ευρεία ζώνημετάδοση

Το τελευταίο τέταρτο του αιώνα, οι επικοινωνίες με οπτικές ίνες έχουν γίνει μια ευρέως διαδεδομένη μέθοδος για τη μετάδοση βίντεο, ήχου, άλλων αναλογικών σημάτων και ψηφιακών δεδομένων. Οι οπτικές ίνες έχουν πολλά γνωστά πλεονεκτήματα σε σχέση με τα καλώδια συνεστραμμένου ζεύγους και ομοαξονικών καλωδίων, όπως η ατρωσία στις ηλεκτρικές παρεμβολές και το ασυναγώνιστο εύρος ζώνης. Για αυτούς και πολλούς άλλους λόγους, τα συστήματα μετάδοσης πληροφοριών με οπτικές ίνες διεισδύουν όλο και περισσότερο σε διάφορους τομείς. Τεχνολογίες πληροφορικής.

Τα ψηφιακά συστήματα παρέχουν πολύ υψηλή απόδοση, ευελιξία και αξιοπιστία και δεν κοστίζουν περισσότερο από τις αναλογικές λύσεις που αντικαθιστούν

Ωστόσο, παρά τα πλεονεκτήματα αυτά, μέχρι πρόσφατα τα συστήματα οπτικών ινών χρησιμοποιούσαν τις ίδιες τεχνολογίες μετάδοσης αναλογικού σήματος με τους χάλκινους προκατόχους τους. Τώρα, όταν εμφανίστηκε μια νέα γενιά εξοπλισμού, βασισμένη αποκλειστικά σε ψηφιακές μεθόδουςη επεξεργασία σήματος, η επικοινωνία με οπτικές ίνες για άλλη μια φορά οδηγεί τις τηλεπικοινωνίες σε ένα εντελώς νέο επίπεδο. Τα ψηφιακά συστήματα προσφέρουν πολύ υψηλή απόδοση, ευελιξία και αξιοπιστία και δεν κοστίζουν περισσότερο από τις αναλογικές λύσεις που αντικαθιστούν.

Αυτό το εγχειρίδιο περιγράφει την τεχνική της μετάδοσης ψηφιακού σήματος μέσω καλωδίων οπτικών ινών και τα οικονομικά και τεχνολογικά της πλεονεκτήματα.

ΑΝΑΛΟΓΙΚΗ ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΕΠΙ ΙΝΩΝ

Για να εκτιμηθούν σωστά τα οφέλη ψηφιακές τεχνολογίες, ας δούμε πρώτα τις παραδοσιακές μεθόδους μετάδοσης αναλογικών σημάτων μέσω οπτικών ινών. Για τη μετάδοση αναλογικών σημάτων, χρησιμοποιούνται διαμόρφωση πλάτους (AM) και συχνότητας (FM). Και στις δύο περιπτώσεις, η είσοδος του οπτικού πομπού λαμβάνει ένα αναλογικό σήμα ή δεδομένα ήχου και εικόνας χαμηλής συχνότητας, το οποίο μετατρέπεται σε οπτικό σήμα. Αυτό γίνεται με διαφορετικούς τρόπους.

Στα διαμορφωμένα συστήματα πλάτους, το οπτικό σήμα είναι μια φωτεινή ροή με μια ένταση που αλλάζει ανάλογα με τις αλλαγές στο ηλεκτρικό σήμα εισόδου. Ως πηγή φωτός χρησιμοποιούνται είτε LED είτε λέιζερ. Δυστυχώς, και τα δύο είναι μη γραμμικά, δηλαδή στο πλήρες εύρος της φωτεινότητας από την έλλειψη ακτινοβολίας έως τη μέγιστη τιμή, δεν υπάρχει αναλογία μεταξύ του σήματος εισόδου και της έντασης φωτός. Ωστόσο, αυτή η μέθοδος ελέγχου είναι που χρησιμοποιείται σε συστήματα με διαμόρφωση πλάτους. Ως αποτέλεσμα, συμβαίνουν διάφορες παραμορφώσεις του μεταδιδόμενου σήματος:

μείωση της αναλογίας σήματος προς θόρυβο καθώς μεγαλώνει το μήκος του καλωδίου.
Μη γραμμικό διαφορικό κέρδος και σφάλματα φάσης στη μετάδοση σήματος βίντεο.
περιορισμός δυναμικό εύροςηχητικό σήμα.

Για τη βελτίωση της ποιότητας των συστημάτων μετάδοσης σήματος οπτικών ινών, προτάθηκε η χρήση διαμόρφωσης συχνότητας, στην οποία η πηγή φωτός είναι πάντα είτε εντελώς απενεργοποιημένη είτε ενεργοποιημένη σε πλήρη ισχύ και ο ρυθμός επανάληψης παλμού αλλάζει ανάλογα με το πλάτος σήμα εισόδου. Για όσους είναι εξοικειωμένοι με τη διαμόρφωση συχνότητας σημάτων στη ραδιομηχανική, η χρήση αυτού του όρου εδώ μπορεί να φαίνεται παράλογη, καθώς στο πλαίσιο των συστημάτων οπτικών ινών γίνεται αντιληπτός ως μέθοδος ελέγχου της συχνότητας της ίδιας της εκπομπής φωτός. Αυτό δεν ισχύει, και πράγματι θα ήταν πιο σωστό να χρησιμοποιηθεί ο όρος "διαμόρφωση φάσης παλμού" (PPM), αλλά στον τομέα της τεχνολογίας οπτικών ινών, μια τέτοια ορολογία έχει καθιερωθεί. Θα πρέπει πάντα να θυμόμαστε ότι η λέξη "συχνότητα" στο όνομα της μεθόδου διαμόρφωσης σημαίνει τη συχνότητα των παλμών και όχι τη συχνότητα των κυμάτων φωτός που τους μεταφέρουν.

Με τη διαμόρφωση πλάτους, το επίπεδο σήματος εισόδου αντιπροσωπεύεται από την ένταση της δέσμης φωτός

Με τη διαμόρφωση συχνότητας, το επίπεδο σήματος εισόδου αντιπροσωπεύεται από το ρυθμό επανάληψης των παλμών φωτός
Ρύζι. 1. Σύγκριση διαμόρφωσης πλάτους και συχνότητας

Αν και η διαμόρφωση συχνότητας εξαλείφει πολλά από τα προβλήματα ελέγχου ακτινοβολίας που είναι εγγενή στα συστήματα AM, έχει τις δικές της προκλήσεις. Ένα από αυτά είναι το γνωστό crosstalk στα συστήματα FM. Παρατηρούνται, ειδικότερα, κατά τη μετάδοση πολλών σημάτων με διαμόρφωση συχνότητας σε μία ίνα, για παράδειγμα, όταν χρησιμοποιείται ένας πολυπλέκτης. Το crosstalk εμφανίζεται σε έναν πομπό ή δέκτη ως αποτέλεσμα της αστάθειας συντονισμού σε σημαντικά κυκλώματα φιλτραρίσματος σημάτων που έχουν σχεδιαστεί για να διαχωρίζουν τις φέρουσες συχνότητες. Εάν τα φίλτρα δεν είναι καλά συντονισμένα, τότε οι φορείς που διαμορφώνονται από τη συχνότητα αλληλεπιδρούν μεταξύ τους και παραμορφώνονται. Οι μηχανικοί οπτικών ινών μπορούν να σχεδιάσουν συστήματα FM που ελαχιστοποιούν την πιθανότητα αλληλεπίδρασης, αλλά οποιαδήποτε βελτίωση σχεδιασμού έχει κόστος.

Ένας άλλος τύπος παραμόρφωσης ονομάζεται ενδοδιαμόρφωση. Όπως το crosstalk, η ενδοδιαμόρφωση συμβαίνει σε συστήματα που έχουν σχεδιαστεί για να μεταδίδουν πολλαπλά σήματα ταυτόχρονα σε μία μόνο ίνα. Η παραμόρφωση της ενδοδιαμόρφωσης εμφανίζεται σε έναν πομπό πιο συχνά ως αποτέλεσμα μη γραμμικότητας σε κυκλώματα κοινά σε διαφορετικούς φορείς FM. Ως αποτέλεσμα, πριν συνδυάσουν πολλούς φορείς σε ένα οπτικό σήμα, ενεργούν μεταξύ τους, μειώνοντας την ακρίβεια της μετάδοσης του αρχικού σήματος.

ΨΗΦΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ

Όπως και στα αναλογικά συστήματα, οι πομποί ΨΗΦΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑένα αναλογικό σήμα ήχου και εικόνας χαμηλής συχνότητας ή ψηφιακά δεδομένα λαμβάνεται και μετατρέπεται σε οπτικό σήμα. Ο δέκτης λαμβάνει το οπτικό σήμα και εξάγει το ηλεκτρικό σήμα εγγενούς μορφής. Η διαφορά έγκειται στο πώς τα σήματα επεξεργάζονται και μεταδίδονται από τον πομπό στον δέκτη.

Ρύζι. 2. Ψηφιακό σύστημα μετάδοσης αναλογικό σήμα

Στα αμιγώς ψηφιακά συστήματα, το σήμα εισόδου χαμηλής συχνότητας τροφοδοτείται αμέσως στον μετατροπέα αναλογικού σε ψηφιακό, ο οποίος είναι μέρος του πομπού. Εκεί, το σήμα μετατρέπεται σε μια ακολουθία λογικών επιπέδων - μηδενικών και μονάδων, που ονομάζεται ψηφιακή ροή. Εάν ο πομπός είναι πολυκαναλικός, δηλαδή έχει σχεδιαστεί για να λειτουργεί με πολλά σήματα, τότε πολλές ψηφιακές ροές συνδυάζονται σε ένα και ελέγχει την ενεργοποίηση και απενεργοποίηση ενός πομπού, η οποία συμβαίνει σε πολύ υψηλή συχνότητα.

Στο άκρο λήψης είναι αντίστροφος μετασχηματισμόςσήμα. Από τη συνδυασμένη ψηφιακή ροή εξάγονται μεμονωμένες ροές που αντιστοιχούν στα επιμέρους εκπεμπόμενα σήματα. Τροφοδοτούνται σε μετατροπείς ψηφιακού σε αναλογικό και στη συνέχεια εξάγονται σε αρχική μορφή(Εικ. 2).

Η καθαρή μετάδοση ψηφιακού σήματος έχει πολλά πλεονεκτήματα σε σχέση με τα παραδοσιακά συστήματα AM και FM, από την ευελιξία και την καλύτερη ποιότητα σήματος έως το χαμηλότερο κόστος εγκατάστασης. Ας ρίξουμε μια ματιά σε μερικά από τα πλεονεκτήματα με περισσότερες λεπτομέρειες και στην πορεία θα συζητήσουμε τα οφέλη τόσο για τον εγκαταστάτη του συστήματος όσο και για τον χρήστη του συστήματος.

ΑΚΡΙΒΕΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ

Σε αναλογικά συστήματα με διαμόρφωση πλάτους, το σήμα χάνει την ποιότητα αναλογικά με τη διαδρομή που διανύεται μέσω της ίνας. Αυτό το γεγονός, σε συνδυασμό με το γεγονός ότι τα συστήματα AM λειτουργούν μόνο με πολυτροπικές ίνες, περιορίζει σχετικά τη χρήση τέτοιων συστημάτων ΚΟΝΤΙΝΕΣ ΑΠΟΣΤΑΣΕΙΣμετάδοση. Τα συστήματα FM λειτουργούν κάπως καλύτερα: σε αυτά, αν και η ποιότητα του σήματος μειώνεται, παραμένει περίπου σταθερή σε όχι πολύ μεγάλες γραμμές, πέφτοντας απότομα μόνο όταν επιτευχθεί ένα ορισμένο περιοριστικό μήκος. Μόνο σε πλήρως ψηφιακά συστήματα είναι εγγυημένη η διατήρηση της ποιότητας του σήματος κατά τη μετάδοση μέσω μιας γραμμής επικοινωνίας οπτικών ινών, ανεξάρτητα από την απόσταση μεταξύ του πομπού και του δέκτη και του αριθμού μεταδιδόμενα κανάλια(φυσικά, στα πλαίσια των δυνατοτήτων του συστήματος).

Η ακρίβεια της αναπαραγωγής του εκπεμπόμενου σήματος είναι ένα σημαντικό πρόβλημα στην ανάπτυξη συστημάτων για την οργάνωση πολλών καναλιών μετάδοσης σε μια ενιαία οπτική ίνα (πολυπλέκτης). Για παράδειγμα, σε ένα αναλογικό σύστημα σχεδιασμένο να μεταδίδει τέσσερα κανάλια βίντεο ή ήχου, προκειμένου να διατηρείται εντός του εύρους ζώνης του συστήματος, είναι απαραίτητο να περιοριστεί το εύρος ζώνης που εκχωρείται σε μεμονωμένα κανάλια. Στα ψηφιακά συστήματα, δεν υπάρχει λόγος να γίνει ένας τέτοιος συμβιβασμός: ένα, τέσσερα ή ακόμα και δέκα σήματα μπορούν να μεταδοθούν μέσω μιας ίνας χωρίς μείωση της ποιότητας.

ΚΑΛΥΤΕΡΗ ΠΟΙΟΤΗΤΑ ΣΗΜΑΤΟΣ

Ρύζι. 3

Η μετάδοση αναλογικών σημάτων σε ψηφιακή μορφή παρέχει υψηλότερη ποιότητα από την καθαρή αναλογική. Η παραμόρφωση σήματος με αυτήν τη μέθοδο μετάδοσης μπορεί να συμβεί μόνο με μετατροπή αναλογικού σε ψηφιακό και αντίστροφη μετατροπή ψηφιακού σε αναλογικό. Αν και καμία μετατροπή δεν είναι τέλεια, η σύγχρονη τεχνολογία είναι τόσο προηγμένη που ακόμη και οι φθηνοί ADC και DAC παρέχουν πολύ καλύτερη ποιότητα βίντεο και ήχου από ό,τι μπορεί να επιτευχθεί με τα αναλογικά συστήματα AM και FM. Αυτό φαίνεται εύκολα από τη σύγκριση των αναλογιών σήματος προς θόρυβο και μη γραμμική παραμόρφωση(διαφορική φάση και διαφορικό κέρδος) ψηφιακά και αναλογικά συστήματα σχεδιασμένα να μεταδίδουν σήματα της ίδιας μορφής μέσω του ίδιου τύπου ίνας στο ίδιο μήκος κύματος.

Οι ψηφιακές τεχνολογίες παρέχουν στους μηχανικούς άνευ προηγουμένου ευελιξία κατά τη δημιουργία συστημάτων οπτικών ινών. Τώρα είναι εύκολο να βρείτε το σωστό επίπεδο απόδοσης για διαφορετικές αγορές, εργασίες και προϋπολογισμούς. Για παράδειγμα, αλλάζοντας το βάθος bit ενός μετατροπέα αναλογικού σε ψηφιακό, μπορεί κανείς να επηρεάσει το εύρος ζώνης του συστήματος που απαιτείται για τη μετάδοση σήματος και, ως αποτέλεσμα, τη συνολική απόδοση και το κόστος. Ταυτόχρονα, άλλες ιδιότητες του ψηφιακού συστήματος - η απουσία παραμόρφωσης και η ανεξαρτησία της ποιότητας της εργασίας από το μήκος της γραμμής - διατηρούνται μέχρι τη μέγιστη απόσταση μετάδοσης. Όταν σχεδιάζουν αναλογικά συστήματα, οι μηχανικοί βρίσκονται πάντα στη μέση μεταξύ κόστους και απόδοσης του συστήματος, προσπαθώντας να εξισορροπήσουν τα δύο χωρίς να θυσιάζουν κρίσιμα σημαντικές παραμέτρουςμεταδιδόμενα σήματα. Στα ψηφιακά συστήματα, η κλιμάκωση των συστημάτων και η διαχείριση της απόδοσης και του κόστους τους είναι πολύ μικρότερη πρόκληση.

ΑΠΕΡΙΟΡΙΣΤΗ ΑΠΟΣΤΑΣΗ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ

Ένα άλλο πλεονέκτημα των ψηφιακών συστημάτων έναντι των αναλογικών προκατόχων είναι η ικανότητά τους να επαναφέρουν το σήμα χωρίς να εισάγουν πρόσθετη παραμόρφωση σε αυτό. Μια τέτοια αποκατάσταση πραγματοποιείται σε μια ειδική συσκευή που ονομάζεται επαναλήπτης ή γραμμικός ενισχυτής.

Το πλεονέκτημα που παρέχουν τα ψηφιακά συστήματα είναι προφανές. Σε αυτά, το σήμα μπορεί να μεταδοθεί σε αποστάσεις που υπερβαίνουν κατά πολύ τις δυνατότητες των συστημάτων AM και FM, ενώ ο προγραμματιστής μπορεί να είναι σίγουρος ότι το λαμβανόμενο σήμα ταιριάζει ακριβώς με το εκπεμπόμενο και πληροί τις απαιτήσεις των τεχνικών προδιαγραφών.

Καθώς το φως διασχίζει την ίνα, η έντασή του σταδιακά μειώνεται και τελικά καθίσταται ανεπαρκής για ανίχνευση. Εάν, ωστόσο, λίγο πριν φτάσει στο σημείο όπου το φως εξασθενεί πολύ, εγκατασταθεί ένας γραμμικός ενισχυτής, τότε θα ενισχύσει το σήμα στην αρχική του ισχύ και θα είναι δυνατό να το μεταδώσει περαιτέρω στην ίδια απόσταση. Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι η ψηφιακή ροή αποκαθίσταται στον γραμμικό ενισχυτή, ο οποίος δεν έχει καμία επίδραση στην ποιότητα του αναλογικού σήματος βίντεο ή ήχου που κωδικοποιείται σε αυτόν, ανεξάρτητα από το πόσες φορές έγινε η αποκατάσταση σε γραμμικούς ενισχυτές κατά μήκος του διαδρομή σήματος κατά μήκος μιας μεγάλης γραμμής οπτικών ινών.

ΜΙΚΡΟΤΕΡΟ ΚΟΣΤΟΣ

Εκτιμώντας τα πολλά οφέλη του ψηφιακού συστήματα οπτικών ινών, μπορούμε να υποθέσουμε ότι θα πρέπει να κοστίζουν πολύ περισσότερο από τα παραδοσιακά αναλογικά συστήματα. Ωστόσο, αυτό δεν ισχύει και οι χρήστες ψηφιακών συστημάτων, αντίθετα, εξοικονομούν τα χρήματά τους.

Σε μια ανταγωνιστική αγορά, θα υπάρχει πάντα ένας κατασκευαστής που προσφέρει ψηφιακή ποιότητα στην τιμή ενός αναλογικού συστήματος.

Το κόστος των ψηφιακών εξαρτημάτων έχει μειωθεί σημαντικά τα τελευταία χρόνια και οι ΚΑΕ μπόρεσαν να αναπτύξουν και να εμπορευτούν προϊόντα που κοστίζουν το ίδιο ή και λιγότερο από αναλογικά όργανατην προηγούμενη γενιά. Φυσικά, ορισμένες εταιρείες θέλουν να πείσουν το κοινό ότι η ανώτερη ποιότητα των ψηφιακών συστημάτων μπορεί να επιτευχθεί μόνο με επιπλέον κόστος, αλλά στην πραγματικότητα απλώς αποφάσισαν να μην μοιραστούν την εξοικονόμηση με τους πελάτες τους. Αλλά σε μια ανταγωνιστική αγορά θα υπάρχει πάντα ένας κατασκευαστής που προσφέρει ψηφιακή ποιότητα στην τιμή ενός αναλογικού συστήματος.

Τα ψηφιακά συστήματα επιτρέπουν τη μετάδοση περισσότερων πληροφοριών μέσω ενός μόνο καλωδίου, μειώνοντας έτσι την ανάγκη για αυτό.

Άλλοι παράγοντες επηρεάζουν επίσης το κόστος εγκατάστασης και λειτουργίας ενός συστήματος οπτικών ινών. Το πιο προφανές από αυτά είναι το κόστος καλωδίων. Τα ψηφιακά συστήματα επιτρέπουν τη μετάδοση περισσότερων πληροφοριών μέσω ενός μόνο καλωδίου, μειώνοντας έτσι την ανάγκη για αυτό. Το πλεονέκτημα είναι ιδιαίτερα αισθητό όταν είναι απαραίτητη η ταυτόχρονη μετάδοση σημάτων διαφορετικών τύπων, για παράδειγμα, βίντεο και ήχος ή ήχος και δεδομένα. Χωρίς πολύ κόπο, οι μηχανικοί μπορούν να σχεδιάσουν ένα οικονομικό ψηφιακό σύστημα που μπορεί να μεταφέρει διαφορετικούς τύπους σημάτων, όπως δύο κανάλια βίντεο και τέσσερα κανάλια ήχου, σε μία μόνο ίνα. Με την αναλογική τεχνολογία, πιθανότατα θα πρέπει να φτιάξετε δύο ξεχωριστά συστήματα ή τουλάχιστον να χρησιμοποιήσετε δύο ξεχωριστά καλώδια για τη μετάδοση σημάτων ήχου και εικόνας.

Λόγω των λιγότερων στοιχείων που μπορεί να αποτύχουν με την πάροδο του χρόνου, τα ψηφιακά συστήματα είναι πολύ πιο σταθερά και αξιόπιστα.

Ακόμη και σε περιπτώσεις όπου πολλά σήματα του ίδιου τύπου πρέπει να μεταδοθούν σε μία μόνο ίνα, τα ψηφιακά συστήματα είναι προτιμότερα επειδή λειτουργούν πιο αξιόπιστα και παρέχουν υψηλότερη ποιότητα σήματος. Για παράδειγμα, σε έναν ψηφιακό πολυπλέκτη βίντεο, δέκα κανάλια μπορούν να μεταδοθούν με την ίδια υψηλή ποιότητα, ενώ σε ένα αναλογικό σύστημα αυτό δεν είναι καθόλου δυνατό.

Είναι επίσης απαραίτητο να ληφθεί υπόψη το αναπόφευκτο κόστος για τα χρόνια λειτουργίας των συστημάτων οπτικών ινών. Συντήρησηκαι επισκευή. Και εδώ το πλεονέκτημα βρίσκεται στα ψηφιακά συστήματα. Πρώτον, δεν απαιτούν αρχική ρύθμιση μετά την εγκατάσταση - ο πομπός και ο δέκτης συνδέονται απλώς με καλώδιο οπτικών ινών και το σύστημα είναι έτοιμο για λειτουργία. Τα αναλογικά συστήματα συνήθως απαιτούν συντονισμό για μια συγκεκριμένη γραμμή μεταφοράς, λαμβάνοντας υπόψη το μήκος και την ισχύ του σήματος. Επιπλέον χρόνοςοι προσαρμογές συνεπάγονται πρόσθετο κόστος.

Οι πομποί και οι δέκτες για ψηφιακά συστήματα είναι φθηνότεροι, η κατανάλωση καλωδίου είναι μικρότερη, το κόστος λειτουργίας χαμηλότερο

Λόγω των λιγότερων στοιχείων που μπορεί να αποτύχουν με την πάροδο του χρόνου, τα ψηφιακά συστήματα είναι πολύ πιο σταθερά και αξιόπιστα. Δεν απαιτούν επανασυντονισμό και η αντιμετώπιση προβλημάτων είναι πολύ γρηγορότερη, επειδή δεν έχουν το crosstalk, το drift και άλλα μειονεκτήματα των παραδοσιακών αναλογικών συστημάτων.

Συνοψίζω. Οι πομποί και οι δέκτες για ψηφιακά συστήματα είναι φθηνότεροι, η κατανάλωση καλωδίων είναι μικρότερη και το κόστος λειτουργίας χαμηλότερο. Τα ψηφιακά συστήματα οπτικών ινών παρέχουν ένα σαφές οικονομικό πλεονέκτημα σε όλα τα επίπεδα.

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ

Ακριβώς όπως η τεχνολογία οπτικών ινών έχει πολλά πλεονεκτήματα σε σχέση με τα παραδοσιακά χάλκινα καλώδια και τα ομοαξονικά καλώδια, η ψηφιακή μετάδοση ανεβάζει την τεχνολογία οπτικών ινών αρκετά ψηλότερα, φέρνοντας μια ολόκληρη σειρά νέων πλεονεκτημάτων στους χρήστες. Τα ψηφιακά συστήματα έχουν μοναδικά χαρακτηριστικά: ακρίβεια μετάδοσης σήματος σε όλο το μήκος της γραμμής επικοινωνίας, ελάχιστες εισαγόμενες παραμορφώσεις (συμπεριλαμβανομένης της απουσίας crosstalk και intermodulation), δυνατότητα επανειλημμένης επαναφοράς της ψηφιακής ροής όταν μεταδίδεται σε μεγάλη γραμμή χωρίς να διακυβεύεται η ποιότητα του αναλογικού σήματος που κωδικοποιείται σε αυτό. Αυτό εγγυάται ένα επίπεδο πιστότητας στην αναπαραγωγή αναλογικού σήματος που δεν μπορούν να επιτύχουν τα αναλογικά συστήματα.

Οι τιμές των εξαρτημάτων για συστήματα ψηφιακών και αναλογικών ινών είναι συγκρίσιμες και όταν συνδυάζονται με το κόστος εγκατάστασης, λειτουργίας και συντήρησης, τα ψηφιακά συστήματα προσφέρουν σαφή οικονομικά οφέλη.

Όταν σχεδιάζετε ένα νέο σύστημα οπτικών ινών, μην χάνετε χρόνο αναλύοντας τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα των ψηφιακών έναντι των αναλογικών συστημάτων, γιατί η επιλογή είναι ξεκάθαρη: τα ψηφιακά συστήματα είναι καλύτερα από κάθε άποψη. Θα είναι πολύ πιο χρήσιμο να περιοριστούμε μόνο σε αυτά και να παραλάβουμε εκείνα τα προϊόντα που ο καλύτερος τρόποςταιριάζει με τις ανάγκες σας. Ακόμη και μεταξύ των ψηφιακών συστημάτων, υπάρχει μια τεράστια ποικιλία λύσεων. Ακολουθούν ορισμένες ερωτήσεις που θα σας βοηθήσουν να τις αξιολογήσετε:

Πόσο εύκολη είναι η εγκατάσταση του συστήματος;
- εάν ο πομπός και ο δέκτης μπορούν να ρυθμιστούν από τον χρήστη, πόσο εύκολο είναι να γίνει και ποια είναι τα προβλήματα;
Είναι ο σχεδιασμός του οργάνου συμπαγής, στιβαρός και αξιόπιστος;
Διατίθενται τα όργανα σε θήκες επιτραπέζιου υπολογιστή ή έχουν σχεδιαστεί για τοποθέτηση σε rack; Υπάρχουν επιλογές και στους δύο τύπους περιπτώσεων;
- Είναι οι συσκευές κατάλληλες για χρήση με ίνες μονής και πολλαπλής λειτουργίας;
- Έχει ο κατασκευαστής επαρκή εμπειρία και φήμη στην αγορά για τα προϊόντα που προσφέρει;
- πώς συγκρίνεται η τιμή του προϊόντος με την τιμή των παραδοσιακών αναλογικών συστημάτων; (Οι ψηφιακές συσκευές στην παραγωγή δεν είναι ακριβότερες από τις αναλογικές και το κόστος τους δεν πρέπει να είναι μεγαλύτερο).

Η ανάλυση της αγοράς και η σύγκριση των χαρακτηριστικών παρόμοιων προϊόντων θα σας επιτρέψει να επιλέξετε επιτέλους τα στοιχεία των ψηφιακών συστημάτων οπτικών ινών που θα σας εξυπηρετούν πιστά για πολλά χρόνια.

Η κατασκευή γραμμών επικοινωνίας οπτικών ινών (FOCL) βασίζεται στην αρχή της μετάδοσης κυμάτων φωτός σε μεγάλες αποστάσεις. Σε αυτήν την περίπτωση, τα ηλεκτρικά σήματα (σήματα βίντεο από βιντεοκάμερες, σήματα ελέγχου βιντεοκάμερας και δεδομένα) αποστέλλονται στον πομπό και στη συνέχεια μετατρέπονται σε παλμούς φωτός, μεταδίδοντας δεδομένα με ελάχιστη παραμόρφωση.

Οι γραμμές οπτικών ινών έχουν γίνει ευρέως διαδεδομένες λόγω μιας σειράς πλεονεκτημάτων που απουσιάζουν κατά τη μετάδοση σημάτων μέσω χάλκινων καλωδίων (ομοαξονικά και συνεστραμμένο ζευγάρι) ή μέσω ραδιοφώνου.

Τα κύρια πλεονεκτήματα της οπτικής ίνας (FOCL):

ευρύ εύρος ζώνης
χαμηλή εξασθένηση σήματος
χωρίς ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές
εμβέλεια δεκάδων χιλιομέτρων
διάρκεια ζωής πάνω από 25 χρόνια

Τύποι ινών

Κατά την κατασκευή γραμμών επικοινωνίας οπτικών ινών (FOCL), χρησιμοποιούνται οπτικές ίνες πολλαπλών και μονότροπων.

Αποτελείται από έναν πυρήνα και ένα κέλυφος. Το υλικό του πυρήνα είναι εξαιρετικά καθαρό γυαλί χαλαζία. Η συγκράτηση του παλμού φωτός συμβαίνει λόγω του γεγονότος ότι ο δείκτης διάθλασης του υλικού του πυρήνα (Ν1) είναι μεγαλύτερος από αυτόν του κελύφους (Ν2). Υπάρχει λοιπόν μια πλήρης αντανάκλαση της δέσμης φωτός μέσα στον πυρήνα της ίνας.

Πολύτροπη ίναΤα 50/125 nm και 62,5/125 nm σάς επιτρέπουν να μεταδίδετε ταυτόχρονα πολλές εκατοντάδες επιτρεπόμενες λειτουργίες φωτός, που εισάγονται σε διαφορετικές γωνίες. Όλες οι επιτρεπόμενες λειτουργίες έχουν διαφορετικές τροχιές διάδοσης και, κατά συνέπεια, διαφορετικούς χρόνους διάδοσης. Επομένως, το κύριο μειονέκτημα είναι η μεγάλη τιμή της τροπικής διασποράς, η οποία περιορίζει το εύρος ζώνης, λόγω της οποίας ο πομπός πάνω από την ίνα έχει μικρή εμβέλεια. Στις γραμμές επικοινωνίας οπτικών ινών (FOCL), τα δεδομένα μεταδίδονται σε απόσταση όχι μεγαλύτερη από 4-5 km.

Για να μειωθεί η τροπική διασπορά και να διατηρηθεί το υψηλό εύρος ζώνης, στην πράξη, χρησιμοποιούνται γραμμές οπτικών ινών με προφίλ δείκτη διάθλασης κλίσης του πυρήνα του καλωδίου. Σε αντίθεση με τις τυπικές πολύτροπες ίνες, οι οποίες έχουν σταθερό προφίλ διάθλασης του υλικού του πυρήνα, μια τέτοια οπτική ίνα έχει δείκτη διάθλασης N, ο οποίος σταδιακά μειώνεται από το κέντρο προς την επένδυση.

ίνα απλής λειτουργίαςΤα 9/125 nm είναι σχεδιασμένα με τέτοιο τρόπο ώστε μόνο ένας θεμελιώδης τρόπος να μπορεί να διαδοθεί στον πυρήνα. Γι' αυτό είναι αυτές οι ίνες η καλύτερη επίδοση, και χρησιμοποιούνται πιο ενεργά στην κατασκευή του FOCL. Τα κύρια πλεονεκτήματα - χαμηλή εξασθένηση 0,25 db/km, ελάχιστη διασπορά και μεγάλο εύρος ζώνης - εξασφαλίζουν αδιάλειπτη μετάδοση ηλεκτρικών σημάτων.

Ο ΚΟΣΜΟΣ ΤΩΝ ΑΡΙΘΜΩΝ ΚΑΙ ΤΟΥ ΓΥΑΛΙΟΥ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Οι οπτικές ίνες έχουν πολλά γνωστά πλεονεκτήματα σε σχέση με τα συνεστραμμένα και ομοαξονικά καλώδια, όπως η ατρωσία στον ηλεκτρικό θόρυβο και το ασυναγώνιστο εύρος ζώνης.

Το τελευταίο τέταρτο του αιώνα, οι επικοινωνίες με οπτικές ίνες έχουν γίνει μια ευρέως διαδεδομένη μέθοδος για τη μετάδοση βίντεο, ήχου, άλλων αναλογικών σημάτων και ψηφιακών δεδομένων. Οι οπτικές ίνες έχουν πολλά γνωστά πλεονεκτήματα σε σχέση με τα καλώδια συνεστραμμένου ζεύγους και ομοαξονικών καλωδίων, όπως η ατρωσία στις ηλεκτρικές παρεμβολές και το ασυναγώνιστο εύρος ζώνης. Για αυτούς και πολλούς άλλους λόγους, τα συστήματα μετάδοσης πληροφοριών με οπτικές ίνες διεισδύουν ολοένα και περισσότερο σε διάφορους τομείς της πληροφορικής.

Ωστόσο, παρά τα πλεονεκτήματα αυτά, μέχρι πρόσφατα τα συστήματα οπτικών ινών χρησιμοποιούσαν τις ίδιες τεχνολογίες μετάδοσης αναλογικού σήματος με τους χάλκινους προκατόχους τους. Τώρα που εμφανίστηκε μια νέα γενιά εξοπλισμού που βασίζεται αποκλειστικά σε τεχνικές επεξεργασίας ψηφιακών σημάτων, η επικοινωνία με οπτικές ίνες ανεβάζει και πάλι τις τηλεπικοινωνίες σε ένα εντελώς νέο επίπεδο. Τα ψηφιακά συστήματα προσφέρουν πολύ υψηλή απόδοση, ευελιξία και αξιοπιστία και δεν κοστίζουν περισσότερο από τις αναλογικές λύσεις που αντικαθιστούν.

ΑΝΑΛΟΓΙΚΗ ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΕΠΙ ΙΝΩΝ

Για να εκτιμήσουμε πλήρως τα οφέλη της ψηφιακής τεχνολογίας, ας δούμε πρώτα τις παραδοσιακές μεθόδους μετάδοσης αναλογικών σημάτων μέσω οπτικών ινών. Για τη μετάδοση αναλογικών σημάτων, χρησιμοποιούνται διαμόρφωση πλάτους (AM) και συχνότητας (FM). Και στις δύο περιπτώσεις, η είσοδος του οπτικού πομπού λαμβάνει ένα αναλογικό σήμα ή δεδομένα ήχου και εικόνας χαμηλής συχνότητας, το οποίο μετατρέπεται σε οπτικό σήμα. Αυτό γίνεται με διαφορετικούς τρόπους.

μείωση της αναλογίας σήματος προς θόρυβο καθώς μεγαλώνει το μήκος του καλωδίου.
Μη γραμμικό διαφορικό κέρδος και σφάλματα φάσης στη μετάδοση σήματος βίντεο.
περιορίζοντας το δυναμικό εύρος του σήματος ήχου.

Για να βελτιωθεί η ποιότητα των συστημάτων μετάδοσης σήματος οπτικών ινών, προτάθηκε η χρήση διαμόρφωσης συχνότητας, στην οποία η πηγή φωτός είναι πάντα είτε εντελώς απενεργοποιημένη είτε ενεργοποιημένη σε πλήρης δύναμη, και ο ρυθμός επανάληψης παλμού ποικίλλει ανάλογα με το πλάτος του σήματος εισόδου. Για όσους είναι εξοικειωμένοι με τη διαμόρφωση συχνότητας σημάτων στη ραδιομηχανική, η χρήση αυτού του όρου εδώ μπορεί να φαίνεται παράλογη, καθώς στο πλαίσιο των συστημάτων οπτικών ινών γίνεται αντιληπτός ως μέθοδος ελέγχου της συχνότητας της ίδιας της εκπομπής φωτός. Αυτό δεν ισχύει, και πράγματι θα ήταν πιο σωστό να χρησιμοποιηθεί ο όρος "διαμόρφωση φάσης παλμού" (PPM), αλλά στον τομέα της τεχνολογίας οπτικών ινών, μια τέτοια ορολογία έχει καθιερωθεί. Θα πρέπει πάντα να θυμόμαστε ότι η λέξη "συχνότητα" στο όνομα της μεθόδου διαμόρφωσης σημαίνει τη συχνότητα των παλμών και όχι τη συχνότητα των κυμάτων φωτός που τους μεταφέρουν.

Με τη διαμόρφωση πλάτους, το επίπεδο σήματος εισόδου αντιπροσωπεύεται από την ένταση της δέσμης φωτός

Με τη διαμόρφωση συχνότητας, το επίπεδο σήματος εισόδου αντιπροσωπεύεται από το ρυθμό επανάληψης των παλμών φωτός
Ρύζι. 1. Σύγκριση διαμόρφωσης πλάτους και συχνότητας

ΨΗΦΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ

Όπως και με τα αναλογικά συστήματα, οι πομποί ψηφιακού συστήματος λαμβάνουν αναλογικά σήματα ήχου και εικόνας χαμηλής συχνότητας ή ψηφιακά δεδομένα, τα οποία μετατρέπονται σε οπτικό σήμα. Ο δέκτης λαμβάνει το οπτικό σήμα και εξάγει το ηλεκτρικό σήμα εγγενούς μορφής. Η διαφορά έγκειται στο πώς τα σήματα επεξεργάζονται και μεταδίδονται από τον πομπό στον δέκτη.

Ρύζι. 2. Ψηφιακό αναλογικό σύστημα μετάδοσης σήματος

Στο άκρο λήψης, το σήμα μετατρέπεται αντίστροφα. Από τη συνδυασμένη ψηφιακή ροή εξάγονται μεμονωμένες ροές που αντιστοιχούν στα επιμέρους εκπεμπόμενα σήματα. Τροφοδοτούνται σε μετατροπείς ψηφιακού σε αναλογικό και μετά εξάγονται στις εξόδους στην αρχική μορφή (Εικ. 2).

ΑΚΡΙΒΕΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ

Σε αναλογικά συστήματα με διαμόρφωση πλάτους, το σήμα χάνει την ποιότητα αναλογικά με τη διαδρομή που διανύεται μέσω της ίνας. Το γεγονός αυτό, σε συνδυασμό με το γεγονός ότι τα συστήματα AM λειτουργούν μόνο με πολυτροπικές ίνες, περιορίζει τη χρήση τέτοιων συστημάτων σε σχετικά μικρές αποστάσεις μετάδοσης. Τα συστήματα FM λειτουργούν κάπως καλύτερα: σε αυτά, αν και η ποιότητα του σήματος μειώνεται, παραμένει περίπου σταθερή σε όχι πολύ μεγάλες γραμμές, πέφτοντας απότομα μόνο όταν επιτευχθεί ένα ορισμένο περιοριστικό μήκος. Μόνο σε πλήρως ψηφιακά συστήματα είναι εγγυημένη η διατήρηση της ποιότητας του σήματος κατά τη μετάδοση μέσω μιας γραμμής επικοινωνίας οπτικών ινών, ανεξάρτητα από την απόσταση μεταξύ πομπού και δέκτη και τον αριθμό των καναλιών που εκπέμπονται (φυσικά, εντός των δυνατοτήτων του συστήματος).

ΚΑΛΥΤΕΡΗ ΠΟΙΟΤΗΤΑ ΣΗΜΑΤΟΣ

Ρύζι. 3

Η μετάδοση αναλογικών σημάτων σε ψηφιακή μορφή παρέχει υψηλότερη ποιότητα από την καθαρή αναλογική. Η παραμόρφωση σήματος με αυτήν τη μέθοδο μετάδοσης μπορεί να συμβεί μόνο με μετατροπή αναλογικού σε ψηφιακό και αντίστροφη μετατροπή ψηφιακού σε αναλογικό. Αν και καμία μετατροπή δεν είναι τέλεια, η σύγχρονη τεχνολογία είναι τόσο προηγμένη που ακόμη και οι φθηνοί ADC και DAC παρέχουν πολύ καλύτερη ποιότητα βίντεο και ήχου από ό,τι μπορεί να επιτευχθεί με τα αναλογικά συστήματα AM και FM. Αυτό φαίνεται εύκολα από τη σύγκριση των αναλογιών σήματος προς θόρυβο και αρμονικών (διαφορική φάση και διαφορικό κέρδος) ψηφιακών και αναλογικών συστημάτων που έχουν σχεδιαστεί για τη μετάδοση σημάτων της ίδιας μορφής πάνω από τον ίδιο τύπο ίνας στο ίδιο μήκος κύματος.

Οι ψηφιακές τεχνολογίες παρέχουν στους μηχανικούς άνευ προηγουμένου ευελιξία κατά τη δημιουργία συστημάτων οπτικών ινών. Τώρα είναι εύκολο να βρείτε το σωστό επίπεδο απόδοσης για διαφορετικές αγορές, εργασίες και προϋπολογισμούς. Για παράδειγμα, αλλάζοντας το βάθος bit ενός μετατροπέα αναλογικού σε ψηφιακό, μπορεί κανείς να επηρεάσει το εύρος ζώνης του συστήματος που απαιτείται για τη μετάδοση σήματος και, ως αποτέλεσμα, τη συνολική απόδοση και το κόστος. Ταυτόχρονα, άλλες ιδιότητες του ψηφιακού συστήματος - η απουσία παραμόρφωσης και η ανεξαρτησία της ποιότητας της εργασίας από το μήκος της γραμμής - διατηρούνται μέχρι τη μέγιστη απόσταση μετάδοσης. Κατά το σχεδιασμό αναλογικών συστημάτων, οι μηχανικοί βρίσκονται πάντα στη μέση μεταξύ του κόστους ενός συστήματος και του κόστους του τεχνικές προδιαγραφές, προσπαθώντας να τα εξισορροπήσει χωρίς να διακυβεύονται οι κρίσιμες παραμέτρους των εκπεμπόμενων σημάτων. Στα ψηφιακά συστήματα, η κλιμάκωση των συστημάτων και η διαχείριση της απόδοσης και του κόστους τους είναι πολύ μικρότερη πρόκληση.

ΑΠΕΡΙΟΡΙΣΤΗ ΑΠΟΣΤΑΣΗ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ

ΜΙΚΡΟΤΕΡΟ ΚΟΣΤΟΣ

Λαμβάνοντας υπόψη τα πολλά πλεονεκτήματα που έχουν τα ψηφιακά συστήματα οπτικών ινών, μπορεί να υποτεθεί ότι θα κοστίζουν πολύ περισσότερο από τα παραδοσιακά αναλογικά συστήματα. Ωστόσο, αυτό δεν ισχύει και οι χρήστες ψηφιακών συστημάτων, αντίθετα, εξοικονομούν τα χρήματά τους.

Το κόστος των ψηφιακών εξαρτημάτων έχει μειωθεί σημαντικά τα τελευταία χρόνια και οι OEM μπόρεσαν να αναπτύξουν και να εμπορευτούν προϊόντα που κοστίζουν το ίδιο ή και λιγότερο από τα αναλογικά όργανα προηγούμενης γενιάς. Φυσικά, ορισμένες εταιρείες θέλουν να πείσουν το κοινό ότι η ανώτερη ποιότητα των ψηφιακών συστημάτων μπορεί να επιτευχθεί μόνο με επιπλέον κόστος, αλλά στην πραγματικότητα απλώς αποφάσισαν να μην μοιραστούν την εξοικονόμηση με τους πελάτες τους. Αλλά σε μια ανταγωνιστική αγορά θα υπάρχει πάντα ένας κατασκευαστής που προσφέρει ψηφιακή ποιότητα στην τιμή ενός αναλογικού συστήματος.

Θα πρέπει επίσης να ληφθεί υπόψη το αναπόφευκτο κόστος συντήρησης και επισκευής κατά τη διάρκεια των ετών λειτουργίας των συστημάτων οπτικών ινών. Και εδώ το πλεονέκτημα βρίσκεται στα ψηφιακά συστήματα. Πρώτον, δεν απαιτούν αρχική ρύθμιση μετά την εγκατάσταση - ο πομπός και ο δέκτης συνδέονται απλώς με καλώδιο οπτικών ινών και το σύστημα είναι έτοιμο για λειτουργία. Τα αναλογικά συστήματα συνήθως απαιτούν συντονισμό για μια συγκεκριμένη γραμμή μεταφοράς, λαμβάνοντας υπόψη το μήκος και την ισχύ του σήματος. Ο πρόσθετος χρόνος προσαρμογής συνεπάγεται πρόσθετο κόστος.

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ

Όταν σχεδιάζετε ένα νέο σύστημα οπτικών ινών, μην χάνετε χρόνο αναλύοντας τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα των ψηφιακών έναντι των αναλογικών συστημάτων, γιατί η επιλογή είναι ξεκάθαρη: τα ψηφιακά συστήματα είναι καλύτερα από κάθε άποψη. Θα είναι πολύ πιο χρήσιμο να περιοριστείτε μόνο σε αυτά και να επιλέξετε εκείνα τα προϊόντα που ταιριάζουν καλύτερα στις ανάγκες σας. Ακόμη και μεταξύ των ψηφιακών συστημάτων, υπάρχει μια τεράστια ποικιλία λύσεων. Ακολουθούν ορισμένες ερωτήσεις που θα σας βοηθήσουν να τις αξιολογήσετε:

Πόσο εύκολη είναι η εγκατάσταση του συστήματος;
- εάν ο πομπός και ο δέκτης μπορούν να ρυθμιστούν από τον χρήστη, πόσο εύκολο είναι να γίνει και ποια είναι τα προβλήματα;
Είναι ο σχεδιασμός του οργάνου συμπαγής, στιβαρός και αξιόπιστος;
Διατίθενται τα όργανα σε θήκες επιτραπέζιου υπολογιστή ή έχουν σχεδιαστεί για τοποθέτηση σε rack; Υπάρχουν επιλογές και στους δύο τύπους περιπτώσεων;
- Είναι οι συσκευές κατάλληλες για χρήση με ίνες μονής και πολλαπλής λειτουργίας;
- Έχει ο κατασκευαστής επαρκή εμπειρία και φήμη στην αγορά για τα προϊόντα που προσφέρει;
- πώς συγκρίνεται η τιμή του προϊόντος με την τιμή των παραδοσιακών αναλογικών συστημάτων; (Οι ψηφιακές συσκευές στην παραγωγή δεν είναι ακριβότερες από τις αναλογικές και το κόστος τους δεν πρέπει να είναι μεγαλύτερο).

1. Γενικές έννοιες ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας
2. Η έννοια του "Φωτός"

ΕΝΑ. Ιστορία
σι. Γενικές πληροφορίες
V. Ανάπτυξη
4. Συμπέρασμα

1. Γενικές έννοιες ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας.
Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία είναι η κίνηση των διαταραχών ηλεκτρομαγνητικό πεδίοστο διάστημα. Υπάρχουν αόρατη και ορατή ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία παράγεται από την κίνηση ηλεκτρικά φορτία, και διαδίδεται προς όλες τις κατευθύνσεις και σχεδόν σε όλα τα περιβάλλοντα. Μεταφέρονται χωρίς εξασθένηση για όσες μεγάλες αποστάσεις επιθυμείτε.

Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία χωρίζεται σε:
. ραδιοκύματα (ξεκινώντας με πολύ μεγάλα).
. υπέρυθρη ακτινοβολία;
. ορατό φως;
. υπεριωδης ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ;
. ακτινογραφίες και σκληρό (ακτινοβολία γάμμα).

Ηλεκτρομαγνητική κλίμακα (φάσμα) - ένα σύνολο όλων των περιοχών συχνοτήτων ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Ως φασματικό χαρακτηριστικό χρησιμοποιούνται οι ακόλουθες ποσότητες:
. Μήκος κύματος;
. Συχνότητα ταλάντωσης;
. Ενέργεια φωτονίων.

Το φάσμα χωρίζεται στις ακόλουθες ενότητες:
. Δονήσεις χαμηλής συχνότητας.
. ραδιοκύματα;
. Υπέρυθρη ακτινοβολία;
. Ορατή ακτινοβολία (φως);
. Υπεριωδης ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ;
. Ακτινοβολία ακτίνων Χ;
. Ακτινοβολία γάμμα.
Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα χρησιμοποιούνται ευρέως στην εποχή μας στη ραδιοφωνική και ηλεκτρική μηχανική, σύγχρονες συσκευές. Τα ραδιοκύματα χρησιμοποιούνται για ραδιοεπικοινωνίες, τηλεόραση και ραντάρ. Η υπέρυθρη ακτινοβολία χρησιμοποιείται σε φούρνους, θερμάστρες και όλες τις συσκευές για θέρμανση και ξήρανση. Η υπεριώδης ακτινοβολία χρησιμοποιείται για απολύμανση χώρων, μελέτες και έρευνες ατόμων και μορίων. Χρησιμοποιείται ευρέως στην εγκληματολογία για την εύρεση βιολογικών ιχνών. Οι ακτίνες Χ χρησιμοποιούνται στην ιατρική για τη διάγνωση ασθενειών και τη θεραπεία ορισμένων ασθενειών.

2. Η έννοια του «Φωτός».
Το φως είναι ορατή ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία που εκπέμπεται από θερμαινόμενη ή διεγερμένη ύλη. Αλλά και ευρείες περιοχές του φάσματος που γειτνιάζουν με αυτό λαμβάνονται για φως: υπεριώδης και υπέρυθρη ακτινοβολία. Τα ορατά μήκη κύματος κυμαίνονται από 380 έως 780 νανόμετρα. Το φως μελετά έναν κλάδο της φυσικής που ονομάζεται οπτική. Το φως μπορεί να θεωρηθεί είτε ως ηλεκτρομαγνητικό κύμα, του οποίου η ταχύτητα διάδοσης στο κενό είναι σταθερή, είτε ως ρεύμα φωτονίων - σωματίδια που έχουν μια ορισμένη ενέργεια, ορμή, εγγενή γωνιακή ορμή και μηδενική μάζα.
Το φως έχει όλες τις ιδιότητες των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων:
. Αντανάκλαση;
. Διάθλαση;
. Παρέμβαση;
. Περίθλαση;
. Πόλωση.
Το φως μπορεί να ασκήσει πίεση σε μια ουσία, να απορροφηθεί από το μέσο και να προκαλέσει το φαινόμενο του φωτοηλεκτρικού φαινομένου. Το φως αποκλίνει από την ευθεία γραμμή. Έχει πεπερασμένη ταχύτητα διάδοσης στο κενό 300.000 km/s, ενώ σε ένα μέσο η ταχύτητα μειώνεται. Εκτός από την πτώση της ταχύτητας, το φως αρχίζει να διαθλάται και μπορεί να αρχίσει να διασπάται στο φάσμα φωτός υπό ορισμένες συνθήκες. Αυτό οφείλεται στο φαινόμενο της παρεμβολής. Είναι η παρεμβολή του φωτός που εξηγεί το χρώμα των φυσαλίδων σαπουνιού και των λεπτών μεμβρανών λαδιού στο νερό. Τα κύματα φωτός αντανακλώνται εν μέρει από την επιφάνεια μιας λεπτής μεμβράνης, περνούν εν μέρει σε αυτήν και παρατηρούμε ένα σχέδιο ουράνιου τόξου στην επιφάνεια.
Η περίθλαση του φωτός είναι η απόκλιση ενός φωτεινού κύματος από την ευθύγραμμη διάδοση. Αυτό φαίνεται ξεκάθαρα όταν, σε ένα δωμάτιο με κουρτίνα με σκούρες, χοντρές κουρτίνες, κάνουμε μια μικρή τρύπα στην κουρτίνα, το φως θα πάει σαν κώνος, η κορυφή του οποίου θα είναι στην τρύπα μας. Μπορούμε να παρατηρήσουμε τη διάθλαση του φωτός τοποθετώντας ένα κουτάλι σε ένα ποτήρι νερό. Θα χωριστεί στα σύνορα μεταξύ αέρα και νερού.
Παρατηρούμε ο κόσμοςμόνο επειδή ένα άτομο μπορεί να αντιληφθεί το ορατό φάσμα των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι ειδικοί υποδοχείς που βρίσκονται στον αμφιβληστροειδή του ματιού μπορούν να ανταποκριθούν στην ακτινοβολία φωτός. Και μπορούμε να διακρίνουμε μεταξύ οπτικών εικόνων: χρώμα, σχήμα, μέγεθος, απόσταση από ένα αντικείμενο και πολλά άλλα. Η ανθρώπινη όραση έχει μια σειρά από ιδιότητες:
. ευαισθησία στο φως?
. οξύτητα;
. οπτικό πεδίο;
. διοπτρικός;
. αντίθεση και προσαρμογή.

3. Εφαρμογή φωτός σε οπτική ίνα.
ΕΝΑ. Ιστορία
Το φως χρησιμοποιείται ευρέως στην τεχνολογία, αλλά έχει λάβει ιδιαίτερη ανάπτυξη στις μέρες μας στα δίκτυα οπτικών ινών. Η ιστορία της μετάδοσης δεδομένων εξ αποστάσεως με χρήση ελαφρών και διαφανών υλικών ξεκίνησε το 1934. Ο Norman French πρότεινε τη μετατροπή της φωνής σε φωτεινά σήματα και τη μετάδοσή της μέσω γυάλινων ράβδων. Λίγα χρόνια αργότερα, ο Ελβετός φυσικός Jean-Daniel Colladon, πραγματοποίησε ένα πείραμα με τη μετάδοση του φωτός μέσω ενός «παραβολικού ρεύματος υγρού», δηλαδή του νερού.
Οπτική ίνα μοντέρνα εμφάνισηεφευρέθηκε το 1954. Αυτό έγινε από δύο Άγγλους φυσικούς Narinder Singh Kapani, Harold Hopkins και τον Ολλανδό ερευνητή Abraham Van Heel. Ανακοίνωσαν τις εφευρέσεις τους ταυτόχρονα, οπότε και οι τρεις θεωρούνται οι ιδρυτές αυτής της τεχνολογίας. Παρεμπιπτόντως, η οπτική ίνα ονομάστηκε οπτική ίνα δύο χρόνια μετά την εφεύρεση.
Τα πρώτα καλώδια οπτικών ινών είχαν μεγάλη απώλεια φωτός. Ο Λόρενς Κέρτις κατάφερε να μειώσει τις απώλειες στα τέλη της δεκαετίας του '50. Μετά την ανακάλυψη της τεχνολογίας λέιζερ το 1962, οι οπτικές ίνες έλαβαν άλλη μια ώθηση στην ανάπτυξη.
σι. Γενικές πληροφορίες
Η επικοινωνία οπτικών ινών είναι ένας τύπος ενσύρματης τηλεπικοινωνίας που χρησιμοποιεί ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία της οπτικής (σχεδόν υπέρυθρης) εμβέλειας ως φορέα σήματος πληροφοριών και καλώδια οπτικών ινών ως συστήματα καθοδήγησης. Λόγω της υψηλής συχνότητας φορέα και των ευρειών δυνατοτήτων πολυπλεξίας, η απόδοση των γραμμών οπτικών ινών είναι πολλές φορές μεγαλύτερη από την απόδοση όλων των άλλων συστημάτων επικοινωνίας και μπορεί να μετρηθεί σε terabit ανά δευτερόλεπτο. Ας επιστρέψουμε όμως από την ιστορία στο σήμερα. Σήμερα, το καλώδιο οπτικών ινών είναι το μεγαλύτερο γρήγορο τρόπομετάδοση δεδομένων. Αυτό δεν προκαλεί έκπληξη. Το φως λειτουργεί ως φορέας πληροφοριών και, όπως γνωρίζετε, έχει τις περισσότερες υψηλή ταχύτητακίνηση στο Σύμπαν (300 χιλιάδες χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο). Η χαμηλή εξασθένηση του φωτός σε μια οπτική ίνα καθιστά δυνατή τη χρήση επικοινωνίας οπτικών ινών σε σημαντικές αποστάσεις χωρίς τη χρήση ενισχυτών. Η επικοινωνία με οπτικές ίνες είναι απαλλαγμένη από ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές και είναι δύσκολη η πρόσβαση για μη εξουσιοδοτημένη χρήση - είναι τεχνικά εξαιρετικά δύσκολο να παρεμποδιστεί ένα σήμα που μεταδίδεται μέσω ενός οπτικού καλωδίου απαρατήρητο. Εάν συγκριθεί με άλλες μεθόδους μεταφοράς πληροφοριών, τότε η τάξη μεγέθους της φυματίωσης / s είναι απλά ανέφικτη. Ένα άλλο πλεονέκτημα τέτοιων τεχνολογιών είναι η αξιοπιστία της μετάδοσης. Η μετάδοση οπτικών ινών δεν έχει τα μειονεκτήματα της μετάδοσης ηλεκτρικού ή ραδιοφωνικού σήματος. Δεν υπάρχουν παρεμβολές που μπορεί να βλάψουν το σήμα και δεν υπάρχει ανάγκη άδειας χρήσης της ραδιοσυχνότητας. Ωστόσο, πολλοί άνθρωποι δεν κατανοούν πώς μεταδίδονται οι πληροφορίες μέσω οπτικών ινών γενικά, και ακόμη περισσότερο δεν είναι εξοικειωμένοι με συγκεκριμένες εφαρμογές τεχνολογιών. Αρχικά, ας δούμε πώς μεταδίδονται γενικά οι πληροφορίες μέσω μιας οπτικής ίνας. Μια οπτική ίνα είναι ένας κυματοδηγός μέσω του οποίου διαδίδονται ηλεκτρομαγνητικά κύματα με μήκος κύματος περίπου χίλια νανόμετρα (10-9 m). Αυτή είναι μια περιοχή υπέρυθρης ακτινοβολίας που δεν είναι ορατή. ανθρώπινο μάτι. Και η κύρια ιδέα είναι ότι με μια ορισμένη επιλογή του υλικού της ίνας και της διαμέτρου του, δημιουργείται μια κατάσταση όταν για ορισμένα μήκη κύματος αυτό το μέσο γίνεται σχεδόν διαφανές και ακόμη και όταν χτυπά το όριο μεταξύ της ίνας και του περιβάλλοντος, το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας είναι αντανακλάται πίσω στην ίνα. Αυτό εξασφαλίζει τη διέλευση της ακτινοβολίας μέσω της ίνας χωρίς πολλές απώλειες και το κύριο καθήκον είναι να ληφθεί αυτή η ακτινοβολία στο άλλο άκρο της ίνας. Φυσικά, μια τόσο σύντομη περιγραφή κρύβει την τεράστια και δύσκολη δουλειά πολλών ανθρώπων. Δεν πρέπει να πιστεύει κανείς ότι τέτοιο υλικό είναι εύκολο να δημιουργηθεί ή ότι αυτό το αποτέλεσμα είναι προφανές. Αντίθετα, θα πρέπει να αντιμετωπίζεται ως μεγάλη ανακάλυψη, αφού σήμερα παρέχει Ο καλύτερος τρόποςμεταφορά πληροφοριών. Πρέπει να καταλάβετε ότι το υλικό του κυματοδηγού είναι μια μοναδική εξέλιξη και η ποιότητα της μετάδοσης δεδομένων και το επίπεδο παρεμβολής εξαρτώνται από τις ιδιότητές του. Η μόνωση κυματοδηγού έχει σχεδιαστεί για να ελαχιστοποιεί την ποσότητα ενέργειας που διαφεύγει προς τα έξω. Όσο για συγκεκριμένα την τεχνολογία που ονομάζεται «πολυπλεξία», σημαίνει ότι εκπέμπεις πολλά μήκη κύματος ταυτόχρονα. Δεν αλληλεπιδρούν μεταξύ τους και κατά τη λήψη ή τη μετάδοση πληροφοριών, τα φαινόμενα παρεμβολής (η υπέρθεση ενός κύματος σε άλλο) είναι ασήμαντα, καθώς είναι πιο έντονα σε πολλαπλά μήκη κύματος. Εδώ μιλαμεσχετικά με τη χρήση κοντινών συχνοτήτων (η συχνότητα είναι αντιστρόφως ανάλογη με το μήκος κύματος, επομένως δεν έχει σημασία για τι να μιλήσουμε). Μια συσκευή που ονομάζεται "πολυπλέκτης" είναι μια συσκευή για την κωδικοποίηση ή την αποκωδικοποίηση πληροφοριών σε μια κυματομορφή και αντίστροφα.
V. Ανάπτυξη
Προχωρώντας ομαλά στις τάσεις ανάπτυξης αυτής της τεχνολογίας, σίγουρα δεν θα ανακαλύψουμε την Αμερική αν πούμε ότι το DWDM είναι το πιο πολλά υποσχόμενο οπτική τεχνολογίαμετάδοση δεδομένων. Αυτό μπορεί να αποδοθεί σε μεγαλύτερο βαθμό στην ταχεία ανάπτυξη της κίνησης στο Διαδίκτυο, οι ρυθμοί ανάπτυξης της οποίας πλησιάζουν χιλιάδες τοις εκατό. Τα κύρια σημεία εκκίνησης στην ανάπτυξη θα είναι η αύξηση μέγιστο μήκοςμετάδοση χωρίς ενίσχυση οπτικού σήματος και την υλοποίηση μεγαλύτερου αριθμού καναλιών (μήκη κύματος) σε μία ίνα. Τα σημερινά συστήματα εκπέμπουν 40 μήκη κύματος, τα οποία αντιστοιχούν σε ένα πλέγμα συχνοτήτων 100 GHz. Συσκευές με πλέγμα 50 GHz, που υποστηρίζουν έως και 80 κανάλια, που αντιστοιχεί στη μετάδοση ροών terabit σε μία μόνο ίνα, είναι επόμενο να μπουν στην αγορά. Και ήδη σήμερα μπορείτε να ακούσετε τις δηλώσεις των εργαστηρίων εταιρειών ανάπτυξης, όπως η Lucent Technologies ή η Nortel Networks, για την επικείμενη δημιουργία συστημάτων 25 GHz.
Ωστόσο, παρά την τόσο ταχεία ανάπτυξη ιδεών μηχανικής και έρευνας, οι δείκτες της αγοράς κάνουν τις δικές τους προσαρμογές. Η περσινή χρονιά χαρακτηρίστηκε από σοβαρή πτώση στην αγορά οπτικών, όπως αποδεικνύεται από τη σημαντική πτώση της τιμής των μετοχών της Nortel Networks (29% σε μία ημέρα διαπραγμάτευσης) μετά την ανακοίνωση δυσκολιών στην πώληση των προϊόντων της. Άλλοι κατασκευαστές βρέθηκαν σε παρόμοια κατάσταση.
Παράλληλα, αν παρατηρηθεί κάποιος κορεσμός στις δυτικές αγορές, τότε οι ανατολικές μόλις αρχίζουν να ξεδιπλώνονται. Το πιο εντυπωσιακό παράδειγμα είναι η κινεζική αγορά, όπου μια ντουζίνα εθνικές επιχειρήσεις αγωνίζονται για τη δημιουργία δικτύων κορμού. Οι Κινέζοι δεν μπορούν παρά να τους ζηλέψουν - τώρα θα χτίζουν σπίτια μόνο σε άμεση γειτνίαση με το καλώδιο οπτικών ινών. Το υπουργείο Βιομηχανίας και Πληροφορικής της Κίνας εξέδωσε πρόσφατα σχετική εγκύκλιο. Επιπλέον, σύμφωνα με τη νέα αυτή πολιτική, για τη διατήρηση υγιούς ανταγωνισμού, οι υπηρεσίες σύνδεσης πρέπει να παρέχονται στους συνδρομητές από πολλούς παρόχους ταυτόχρονα. Είναι αλήθεια ότι η ταχύτητα σύνδεσης δεν καθορίζεται με κανέναν τρόπο.
Μια τέτοια πολιτική είναι φυσικά επωφελής για τους κινέζους φορείς. Το 2012, η China Unicom ( Χονγκ Κονγκ) Ltd (η δεύτερη μεγαλύτερη εταιρεία τηλεπικοινωνιών της Κίνας) παρείχε σε 10 εκατομμύρια κινεζικά νοικοκυριά συνδέσεις FTTH. Και σύμφωνα με την Economic Information Daily, περίπου 40 εκατομμύρια περισσότερα θα ενταχθούν σε αυτές το 2015. Το διάταγμα της κινεζικής κυβέρνησης τίθεται σε ισχύ την 1η Απριλίου 2013. Εν τω μεταξύ, στις Ηνωμένες Πολιτείες συζητείται μια πρωτοβουλία Googleονομάζεται "Google Fiber". Η ουσία είναι ότι η Google πρόκειται να προσφέρει σύνδεση FTTH με ταχύτητα 1 gigabit ανά δευτερόλεπτο στον τελικό καταναλωτή. Προηγουμένως, 1 Gbps χρησιμοποιούνταν μόνο σε ορισμένα επιστημονικά, κυβερνητικά και στρατιωτικά ιδρύματα. Και τώρα μιλάμε για πανελλαδικό δίκτυο με τέτοια ταχύτητα σύνδεσης. Ως πιλοτική έκδοση, το «google fiber» άρχισε να εφαρμόζεται στο Κάνσας. Και παρόλο που οι εργασίες προς αυτή την κατεύθυνση συνεχίζονται, θα χρειαστεί πολύς χρόνος για να περιμένουμε την εμφάνιση του εθνικού δικτύου οπτικών ινών της Google. Η Goldman Sachs εκτιμά το κόστος αυτού του έργου σε πάνω από 140 δισεκατομμύρια δολάρια.
Επιτρέψτε μου να σας υπενθυμίσω ότι πολλά δίκτυα οπτικών ινών έχουν ήδη κατασκευαστεί στις Ηνωμένες Πολιτείες. Το πιο διάσημο παράδειγμα είναι η Verizon, η οποία κατασκευάζει τη δική της υποδομή οπτικών ινών εδώ και χρόνια και έχει ήδη ξοδέψει 15 δισεκατομμύρια δολάρια σε αυτήν, φέρνοντας περίπου 15 εκατομμύρια σπίτια συνδεδεμένα. Αλλά η Verizon προσφέρει ταχύτητες 50 Mbps, οι οποίες μπορούν να αυξηθούν μόνο στα 100 Mbps προς το παρόν. Και αν «έχουν ήδη λύσει πρακτικά τα ζητήματα κατασκευής δικτύων κορμού, τότε στη χώρα μας, δυστυχώς, απλά δεν χρειάζονται παχιά κανάλια για τη μετάδοση της δικής μας κίνησης.
Σήμερα στη ρωσική αγορά σύνδεση υψηλής ταχύτηταςστο Διαδίκτυο, δύο κύριες ανταγωνιστικές κατευθύνσεις ξεχωρίζουν - αυτές είναι τα οικιακά δίκτυα οπτικών ινών και οι συνδέσεις ADSL.
Τα οικιακά δίκτυα είναι ένα είδος «αποκλειστικής σύνδεσης» που συνδέει έναν οικιακό υπολογιστή σε ένα δίκτυο μέσω ενός καλωδίου οπτικών ινών που φέρνει ο πάροχος σε κάθε διαμέρισμα. Η τεχνολογία ADSL, με τη σειρά της, αναφέρεται σε έναν τύπο ευρυζωνικής σύνδεσης που λειτουργεί με βάση την αρχή ενός τηλεφωνικού μόντεμ, μετατροπής αναλογικού τηλεφωνική γραμμήσε ένα κανάλι μετάδοσης υψηλής ταχύτητας χρησιμοποιώντας ειδική τεχνολογία. Έτσι, η κύρια διαφορά μεταξύ των δύο ανταγωνιστικών τεχνολογιών είναι η τεχνολογική.
Ωστόσο, η έκθεση «Δίκτυα Τμηματικών και Εταιρικών Επικοινωνιών» που πραγματοποιήθηκε στις αρχές Δεκεμβρίου αποκάλυψε τεράστιο ενδιαφέρον των εγχώριων τηλεπικοινωνιακών φορέων για τις νέες τεχνολογίες, συμπεριλαμβανομένου του DWDM. Και αν τέτοια τέρατα όπως η Transtelecom ή η Rostelecom έχουν ήδη δίκτυα μεταφορώνκλίμακας του κράτους, τότε οι σημερινοί ηλεκτρολόγοι μόλις αρχίζουν να τα κατασκευάζουν. Έτσι, παρ' όλα τα προβλήματα, η οπτική είναι το μέλλον. Και το DWDM θα παίξει σημαντικό ρόλο εδώ. Το κόστος χρήσης της τεχνολογίας οπτικών ινών μειώνεται, καθιστώντας αυτή την υπηρεσία ανταγωνιστική με τις παραδοσιακές υπηρεσίες. Η τεχνολογία μετάδοσης δεδομένων οπτικών ινών θα συνεχίσει να εξελίσσεται μέχρι να βρεθεί μια εναλλακτική λύση. Από τους μελλοντικούς ανταγωνιστές, φαίνεται μόνο ένα κβαντικό δίκτυο, αλλά αυτή η τεχνολογία είναι ακόμα στα σπάργανα και δεν φοβάται ακόμη τις οπτικές ίνες.
Όσο για τα μειονεκτήματα, υπάρχει μόνο ένα - το υψηλό κόστος εξοπλισμού και εργαλείων για την εγκατάσταση οπτικών ινών. Το ίδιο το καλώδιο κοστίζει δέκα φορές λιγότερο από τους πομπούς, τους δέκτες και τους ενισχυτές σήματος. Επιπλέον, χρησιμοποιούνται ειδικοί μετατροπείς για τη συγκόλληση καλωδίων, μερικά από αυτά κοστίζουν όσο ένα ακριβό αυτοκίνητο.

4. Συμπέρασμα.
Στην εποχή μας της πληροφορικής, το κράτος άρχισε να δίνει ιδιαίτερη προσοχή στη διαδικασία της πληροφορικής της κοινωνίας. Αυτή η διαδικασία δεν θα μπορούσε παρά να επηρεάσει μια τέτοια πτυχή της κοινωνικής ζωής όπως η εκπαίδευση. Σήμερα, ολοένα και περισσότερα δημοσιονομικά κονδύλια δαπανώνται για την αύξηση του επιπέδου τεχνικού εξοπλισμού στα σχολεία, για τη βελτίωση της πληροφόρησης των νέων. Αυτές οι βελτιώσεις ισχύουν επίσης για την ποιότητα της σύνδεσης στο Διαδίκτυο Εκπαιδευτικά ιδρύματα. Και ο πιο προοδευτικός και ταχύτερος τρόπος σύνδεσης στο Διαδίκτυο είναι τα συστήματα οπτικών ινών. Η εισαγωγή τους στην εκπαίδευση θα καταστήσει δυνατή την επίτευξη ενός τεράστιου άλματος στην πληροφόρηση μαθητών και μαθητών, που στο μέλλον θα επιτρέψει την εκπαίδευση εξαιρετικών ειδικών στον τομέα των διεθνών συστημάτων Διαδικτύου που θα ανεβάσουν τη χώρα μας σε υψηλότερο επίπεδο . υψηλό επίπεδοανάπτυξη στον κόσμο. Παράλληλα με αυτό, η ανάπτυξη των τηλεπικοινωνιών θα βοηθήσει στην εκπαίδευση ανθρώπων που είναι σε θέση να διατηρήσουν τη σταθερότητα και την ασφάλεια των πόρων μας στο Διαδίκτυο.
Από την άποψή μου, η μελέτη του προβλήματος που τίθεται έχει μεγάλο μέλλον και σκοπεύω να συνεχίσω να εργάζομαι πάνω σε αυτό το θέμα ήδη ως φοιτητής. Πιστεύω ότι μελετώντας τις σύγχρονες τεχνολογίες, συμμετέχοντας σε έρευνες και συνέδρια διαφόρων επιπέδων, μπορεί κανείς να γίνει ανταγωνιστικός ειδικός.

Βιβλιογραφία:
1) Μεγάλη ρωσική εγκυκλοπαίδεια.
2) Η εφημερίδα «Λευκή Βίβλος».
3) Περιοδικό "ComputerPress №1 2001.
4) Kudryashov Yu. B., Perov Yu. F. Rubin A. B. Βιοφυσική ακτινοβολίας: ραδιοσυχνότητα και ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία μικροκυμάτων.
5) Listvin A. V., Listvin V. N., Shvyrkov D. V. Οπτικές ίνες για γραμμές επικοινωνίας. Μ.: LESARart, 2003.
6) Έκθεση Alcatel-Lucent για τις 28 ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΥ 2009.
7) Σοβιετική Εγκυκλοπαίδεια.
8) Tarasov K. I. Φασματικά όργανα.

Η μετάδοση σήματος μέσω οπτικού καλωδίου έχει γίνει ακόμη πιο προσιτή χάρη στις νέες συσκευές μετατροπής σήματος ήχου/εικόνας στο πρόγραμμα παροχής PROSOFT

Η μετάδοση δεδομένων οπτικών ινών χρησιμοποιείται εάν το σήμα βίντεο πρέπει να μεταδοθεί σε ειδικό μεγάλες αποστάσεις. Κατά τη μετάδοση δεδομένων μέσω οπτικών γραμμών επικοινωνίας, το πρόβλημα με τις εξωτερικές ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές και τη διαφορά δυναμικού επιλύεται ριζικά, γεγονός που βελτιώνει σημαντικά την ποιότητα του λαμβανόμενου σήματος.

Έτσι, η οπτική μετάδοση σημάτων ήχου/εικόνας έχει σχεδόν τα ίδια πλεονεκτήματα. Αυτές είναι σημαντικές αποστάσεις στις οποίες είναι δυνατή η μετάδοση δεδομένων (για παράδειγμα, για ένα σήμα DVI - έως 5 km), το χαμηλό κόστος των συσκευών για τη μετάδοση σημάτων AV μέσω οπτικών ινών κ.λπ. Τα μειονεκτήματα αυτής της μεθόδου μπορεί υπό όρους να περιλαμβάνουν το υψηλό κόστος ενός οπτικού καλωδίου για σε σύγκριση με το συνεστραμμένο ζεύγος.

Κατά την τοποθέτηση οπτικών καλωδίων, είναι πολύ σημαντικό να αποφεύγετε τις τσακίσεις των ινών. Η ίδια η ίνα είναι αρκετά εύθραυστη και σε περίπτωση ισχυρών στροφών, οι ίνες μπορεί να σπάσουν ή να θολώσουν λόγω της εμφάνισης μικρορωγμών. Όλα αυτά μπορούν να μειώσουν σημαντικά το εύρος ζώνης του δικτύου ή ακόμη και να οδηγήσουν στο γεγονός ότι η μετάδοση δεδομένων θα τερματιστεί λόγω έλλειψης σήματος.

Τεχνολογία οπτικών ινών

Η μετάδοση ενός σήματος ήχου/βίντεο μέσω γραμμών επικοινωνίας οπτικών ινών οργανώνεται πολύ απλά - το σήμα εκπομπής από την πηγή τροφοδοτείται στον μετατροπέα σήματος ηλεκτρικού σε οπτικό, μετά τον οποίο μεταδίδεται μέσω καλώδιο οπτικών ινών. Στην πλευρά του δέκτη, εγκαθίσταται ένας αντίστροφος μετατροπέας από οπτικό σε ηλεκτρικό σήμα, το οποίο τροφοδοτείται στη συσκευή προβολής για λήψη υψηλότερη ποιότητασήμα.
Η μετάδοση δεδομένων μέσω οπτικής ίνας πραγματοποιείται με τη χρήση συσκευών που λειτουργούν με απλή ή πολλαπλή λειτουργία οπτικό καλώδιο(ανάλογα με την τροποποίηση) και έχουν εξαιρετικά χαμηλές απώλειες σε απόσταση.

Μετάδοση σημάτων με χρήση ειδικών συσκευών

Η PROSOFT προσφέρει στους συνεργάτες της απαραίτητες λύσειςγια μετάδοση σημάτων ήχου/βίντεο μέσω καλωδίου οπτικών ινών. Οι προηγμένες εξελίξεις της εταιρείας επιτρέπουν στους εγκαταστάτες και τους ολοκληρωτές να δημιουργούν γραμμές μεταφοράς διαφόρων μηκών ψηφιακά σήματαχρησιμοποιώντας ειδικές συσκευές για τη μετατροπή σημάτων ήχου/βίντεο.

Οι συσκευές οπτικής μετάδοσης δεδομένων υποστηρίζουν τεχνολογίες EDID και HDCP. Επομένως, δεν υπάρχουν προβλήματα κατά τη σύνδεση αυτών των συσκευών σε πηγές σήματος και συσκευές προβολής πληροφοριών.

Κάθε τέτοια συσκευή συνοδεύεται από έναν εξωτερικό προσαρμογέα ρεύματος και, κατά κανόνα, έχει μικρές διαστάσεις, γεγονός που της επιτρέπει να χρησιμοποιείται σε περιορισμένες περιοχές.
Θερμοκρασία λειτουργίας: από 0 έως +50C.

Το εύρος εφαρμογής είναι επίσης αρκετά ευρύ: από μικρό εταιρικά συστήματα(όπως αίθουσες συνεδριάσεων και αίθουσες συσκέψεων), σε γιγάντια δίκτυα Digital Signage, εκτεταμένα συστήματα ασφαλείας και βιντεοεπιτήρησης. Ωστόσο, αξίζει να σημειωθεί ότι το πεδίο εφαρμογής των δικτύων οπτικών ινών είναι πολύ ευρύτερο.

Η οπτική μετάδοση σημάτων AV είναι μακράν η πιο ασυμβίβαστη λύση για τη μετάδοση σημάτων σε μεγάλες και εξαιρετικά μεγάλες αποστάσεις.

Οπτικό καλώδιο πώς μεταδίδονται οι πληροφορίες. Από την έννοια του "φωτός" στην οπτική μετάδοση πληροφοριών - λιονταζέ. Στοιχεία γραμμής οπτικών ινών

Φυσική βάση

Εφαρμογή

Ιστορία

υλικά

Στοιχεία γραμμής οπτικών ινών

Πομποδέκτες οπτικών ινών

Πλεονεκτήματα του τύπου επικοινωνίας οπτικών ινών

Μειονεκτήματα του τύπου επικοινωνίας οπτικών ινών

Εφαρμογή γραμμών επικοινωνίας οπτικών ινών

Δείτε τι είναι η "Οπτική επικοινωνία" σε άλλα λεξικά:

ΑΝΑΛΟΓΙΚΗ ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΕΠΙ ΙΝΩΝ

ΨΗΦΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ

ΑΚΡΙΒΕΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ

ΚΑΛΥΤΕΡΗ ΠΟΙΟΤΗΤΑ ΣΗΜΑΤΟΣ

ΑΠΕΡΙΟΡΙΣΤΗ ΑΠΟΣΤΑΣΗ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ

ΜΙΚΡΟΤΕΡΟ ΚΟΣΤΟΣ

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ

Τύποι ινών

ΑΝΑΛΟΓΙΚΗ ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΕΠΙ ΙΝΩΝ

ΨΗΦΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ

ΑΚΡΙΒΕΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ

ΚΑΛΥΤΕΡΗ ΠΟΙΟΤΗΤΑ ΣΗΜΑΤΟΣ

ΑΠΕΡΙΟΡΙΣΤΗ ΑΠΟΣΤΑΣΗ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ

ΜΙΚΡΟΤΕΡΟ ΚΟΣΤΟΣ

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ

Τεχνολογία οπτικών ινών

Μετάδοση σημάτων με χρήση ειδικών συσκευών

Αναφέρετε ένα τυπογραφικό λάθος

Κείμενο προς αποστολή στους συντάκτες μας:

Το σχόλιό σας (προαιρετικό):