Принципът на комуникацията на оптичното предаване се постига въз основа на пълното отразяване на оптичните сигнали вътре в оптичното влакно.
Принципът зад него е, че поради различните скорости на разпространение на светлината в различните вещества, когато светлината се насочва от едно вещество към друго, пречупването и отражението възникват на границата между двете вещества. Освен това ъгълът на пречупената светлина варира в зависимост от ъгъла на падащата светлина. Когато ъгълът на падащата светлина достигне или надвиши определен ъгъл, пречупената светлина изчезва и цялата падаща светлина се отразява обратно, което се нарича пълно отражение на светлината.
И така, каква е структурата на оптичните влакна, за да се осигури пълно отражение на оптичните сигнали и могат ли всички оптични сигнали да бъдат напълно отразени? Нека научим за структурата и видовете оптични влакна.
Структура и видове оптични влакна
Оптична структура: Голите влакна от оптични влакна обикновено се разделят на три слоя: централно стъклено ядро с висок индекс на пречупване (диаметър на сърцевината обикновено 50 или 62,5 μm) с обвивка от силициево стъкло с нисък индекс на пречупване в средата (обикновено с диаметър 125 μm) Най-външният слой е покриващият слой, използван за армировка.
N.A.: Светлината, падаща върху края на влакното, не може да бъде предадена изцяло от влакното, може да бъде предадена само падащата светлина в определен диапазон на ъгъл. Този ъгъл се нарича числова апертура на оптичното влакно. По-голямата цифрова апертура на оптичните влакна е от полза за докинг влакна. Числовата апертура на оптичните влакна, произведени от различни производители, варира.
Видове оптични влакна:
A.Според начина на предаване на светлината в оптичните влакна, той може да бъде разделен на едномодови оптични влакна и многомодови оптични влакна.
B. Разделено на прозореца на оптималната честота на предаване: конвенционално едномодово влакно и едномодово влакно с изместена дисперсия.
C. Според разпределението на индекса на пречупване, той може да бъде разделен на оптични влакна от тип мутация и тип градиент.
Какво представляват едномодовото влакно и многомодовото влакно?
Мулти-режим влакна:Централното стъклено ядро е по-дебело (50 или 62,5) μm) То може да предава множество режими на светлина. Но неговата интермодална дисперсия е сравнително голяма, което ограничава честотата на предаване на цифрови сигнали и става по-тежка с увеличаване на разстоянието. Например, 600MB/KM влакно има само честотна лента от 300MB при 2KM. Следователно разстоянието за многорежимно оптично предаване е относително близко, обикновено само няколко километра.
Неженен-режим оптично влакно:Централното стъклено ядро е сравнително тънко (диаметърът на ядрото обикновено е 9 или 10) μm) Може да се предава само един вид светлина. Следователно неговата интермодална дисперсия е малка и подходяща за дистанционна комуникация, но хроматичната му дисперсия играе основна роля. Следователно едномодовите влакна имат високи изисквания за спектралната ширина и стабилността на източника на светлина, тоест спектралната ширина трябва да е тясна и стабилността трябва да е добра.
Какво представляват конвенционалните едномодови влакна и едномодовите влакна с изместена дисперсия?
Конвенционален тип:Производителите на оптични влакна оптимизират честотата на предаване на оптичните влакна на една дължина на вълната на светлината, като 1300 nm.
Тип дисперсионно изместване:Производителите на оптични влакна оптимизират честотата на предаване на оптичните влакна до две дължини на вълната на светлината, като 1300nm и 1550nm.
Какво представляват оптичните влакна тип мутация и тип градиент?
Тип мутант:Индексът на пречупване от централната сърцевина на оптичното влакно до стъклената обвивка е рязък. Има ниска цена и висока междурежимна дисперсия. Подходящ за нискоскоростна комуникация на къси разстояния, като индустриален контрол. Въпреки това, поради малката интермодална дисперсия, всички едномодови влакна приемат тип мутация.
Градиентно влакно:Коефициентът на пречупване от централната сърцевина на влакното до стъклената обвивка постепенно намалява, което позволява на светлината от висок режим да се разпространява по синусоидален начин, намалявайки междумодовата дисперсия, увеличавайки честотната лента на влакното и увеличавайки разстоянието на предаване. Въпреки това цената е сравнително висока. В наши дни многомодовите влакна са предимно градиентни влакна.
И така, защо избираме оптично предаване вместо кабелно предаване? Нека поговорим за предимствата на оптичните влакна:
- Пропускателната лента на оптичните влакна е много широка. Теоретично тя може да достигне 3 милиарда мегахерца.
- Нерелейният участък е с дължина от няколко десетки до над 100 километра, а медната жица е само няколкостотин метра.
- Не се влияе от електромагнитни полета и радиация.
- Лек и малък като размер. Например 900 чифта усукани двойки кабели с диаметър 3 инча и тегло 8 тона/KM могат да се свържат към 21 000 линии. И оптичният кабел с комуникационен обем десет пъти, който има диаметър 0,5 инча и тегло 450P/KM.
- Оптичната комуникация не е електрифицирана и може да се използва безопасно на запалими и експлозивни места.
- Широк диапазон от околна температура за използване.
- Устойчивост на химическа корозия и дълъг експлоатационен живот.