Zanîna bingehîn a fîberê optîkî

Daxuyaniya fêkiya optîkî di qada ragihandinê de şoreşê derxistiye. Heke fêkiyek optîkî tune ku kanalên bilind-bihejmar peyda bike, înternet tenê dikare di qonaxa teorîk de bimîne. Ger sedsala 20-an serdema elektrîkê bû, wê hingê sedsala 21-an e serdema ronahiyê ye. Ronahî ragihandinê çawa digihîne? Ka em zanebûna bingehîn a ragihana optîkî bi hev re bi edîtorê li jêr fêr bibin.

Part 1. Zanîna bingehîn a belavkirina ronahiyê

Fêmkirina pêlên ronahiyê
Wavesên sivik bi rastî pêlên elektromagnetic in, û di cîhê azad de, dirêjahiya berfê û frekansa pêlên elektromagnetic bi zorê jî bi eşkere ne. Hilbera her duyan bi leza ronahiyê re wekhev e, ew e:

Ji bo ku spektromek elektromagnetic ava bikin, dirêjî pêlên pêlavan an frekansên pêlên elektromagnetic bicîh bikin. Li gorî dirêjahiya an frekansên cihêreng, pêlên elektromagnetic dikarin li herêma tîrêjê, herêma ultraviolet, herêma ronahiya ronahiyê, herêma infrared, herêma tîrêjê, û herêma tîrêjê ya dirêj. Bandorên ku ji bo danûstendinê hatine bikar anîn bi piranî herêma infrared, herêma mîkroban û herêma radyoyê ya radyoyê hene. Wêneyê jêrîn dê ji we re bibe alîkar ku hûn di çend hûrdeman de dabeşkirina bandên ragihandinê û medya belavkirina têkildar fêm bikin.

Protagonîst ji vê gotarê, "Têkiliya Fiber Optic," pêlên ronahiyê di koma infrared bikar tîne. Dema ku ew li ser vê xalê tê, gel dibe ku çima divê ew di koma infrared de be? Ev mijar bi windabûna veguhastina optîkî ya materyalên fiber optîk re têkildar e, bi navê Silica Sîlica. Piştre, pêdivî ye ku em fêm bikin ka fêkiyên optîkî ronî çawa ronî dikin.

Refraction, refleks, û refleksa tevahî ya ronahiyê

Gava ku ronahî ji yek materyalek din tê derxistin, refraction û refleksê di navbeynkariyê de di navbera her du madeyên di navbera her du madeyan de pêk tê, û angusê refransê bi zeviya ronahiya bûyerê re zêde dibe. Wekî ku di Figure ① → de tê nîşandan. Dema ku bûyera bûyerê digihîje an jî ji nişka ve mezin dibe, ronahiya nûjen wenda dibe û hemî ronahiya bûyerê paşde vedihewîne, ku di binî de di ② → de tê nîşandan.

Materyalên cûda nîşanên nûjen ên cûda hene, ji ber vê yekê leza belavkirina ronahiyê di medyaya cûda de cûda dibe. Indeksa Refrakter ji hêla n, n = c / v, ku c di valahiyê de ye û vîzyonê di navbêna pêşbaziyê de ye. Navînek bi navgînek nûjen a bilindtir tê gotin navgînek kûr a berbiçav, dema ku navîn bi navgînek nûvekirinek sor a jorîn tête navandin. Du mercên ji bo kêmasiya tevahî ya ku pêk tê:
1. Veguhestina ji navgîniya navîn a optîkî heya navîn
2. Angle bûyerê ji xalîçeya krîtîk a refleksa giştî mezintir an wekhev e
Ji bo ku ji têkbirina nîşana optîkî dûr bixin û windakirina zirarê kêm bikin, veguhestina optîkî ya di fibrên optîkî de di bin şert û mercên refleksê de pêk tê.

Beşa 2. Destpêka Propagation Propagation Propagation (Fiber Optic)

Struktura Fiber Optic

Bi zanebûna bingehîn a belavkirina ronahiya giştî ya tevahî, hêsan e ku meriv strukturên sêwirana fêkiyên optîkî fêm bike. Fiber fiber ya optîkî di sê xalan de tê dabeş kirin: Pêveka yekem bingehîn e, ku li navenda fêkiyê ye û ji dioksîdê silicon ya bilind-paqijkirî pêk tê, jî wekî pîvanê tê zanîn. Dereweya bingehîn bi gelemperî 9-10 mîkrok e (yek-mode), 50 an 62.5 mîkron (pir-mode). Core fîber xwedî indexek nûvekirinê ya bilind e û ji bo veguhestina ronahiyê tête bikar anîn. Kulîlkên Duyemîn: Li dora core fibrê, ji pîvaza silica jî pêk tê (bi dirûvê bi gelemperî 125 mîkron). Indeksa refraksiyonê ya cladding kêm e, avakirina rewşek refleksê ya giştî bi hevra fîberê re. Pêla Coating Sêyemîn: Pêla herî berbiçav ji hevokek resen a bihêztir e. Materyona Parastina Parastinê xwedî hêzek mezin e û dikare li hember bandorên mezin bigire, parastina fêkiya optîkî ya ji erosyona avê ya avê û abrasion mekanîkî.

Zirara ragihandina optîkî

Zirara Veguhestina Fiber Optic faktorek pir girîng e ku li ser kalîteya ragihandina fiber optîk e. Faktorên sereke dibe sedema bidestxistina nîşanên optîkî, windakirina materyalê, zirara belavkirinê di dema veguhastinê de, û zirarên din ên ku ji hêla faktorên mîna faktorên birêkûpêk, zexîreyê, û zirara docking.

Dirêjahiya ronahiyê cûda ye, û zirara veguhastinê di fêkiyên optîkî de jî cûda ye. Ji bo kêmkirina windabûnê û piştrast bikin ku bandora veguhastinê, zanyaran ji bo dîtina ronahiya herî maqûl hatine kirin. Ronahiya di rêza dirêjahiya 1260nm ~ 1360nm ~ 1360nm de xwedî distora herî piçûk a ku ji ber belavbûnê û zirarê ya herî hindiktirîn heye. Di rojên destpêkê de, ev rêza wavalê wekî koma ragihandinê optîkî hate pejirandin. Dûvre, piştî demek dirêj lêgerîn û pratîk, pispor hêdî hêdî kurtajek windabûna kêm a windabûnê (1260nm 1625nm), ku herî guncan ji bo veguhestinê di fibrên optîkî de ye. Ji ber vê yekê pêlên ronahiyê di ragihandina fiber optîk de bi gelemperî di koma infrared de têne bikar anîn.

Klasîkirina Fiber Optic

Fiber Fiber Optical: Modes Modes veguhezîne, lê belavoka Modal Modal bi frekansa veguhastina nîşanên veguhastinê veguhezîne, û ev sînorkirin bi zêdebûna dûrbûna veguhastinê re girantir dibe. Ji ber vê yekê, dûrbûna veguhestina multimode fiber optîk bi rengek kurt, bi gelemperî tenê çend kîlometre ye.
Fiber Mode Single: bi pîvanek pir piçûk, bi teorîkî tenê yek mode dikare were veguheztin, ku ew ji bo ragihandina dûr e.

Beş 3. Prensîba xebatê ya pergala ragihandinê ya fiber optîk

Pergala ragihandinê ya fiber optîk

Berhemên ragihandinê bi gelemperî têne bikar anîn, wek têlefonên desta û komputeran, di forma nîşanên elektrîkê de agahdarî veguhestin. Dema ku danûstendina optîkî pêk tê, gava yekem nîşanên elektrîkê li nîşanên optîkî veguherîne, û wan bi navgîniya nîşanên optîkî veguhezînin armancên elektrîkê. Pergala ragihandinê ya bingehîn a optîkî ji transmîtek optîkî pêk tê, wergirek optîkî, û ji bo ronahiya veguhastinê, û qada optîk fable. Ji bo pêbaweriya kalîteya veguhastina nîşana dûr-dûr û baştirkirina bandwidth, dubare û dubare û pirjimar bi gelemperî têne bikar anîn.

Li jêr navnîşek kurt a prensîba xebatê ya her parçeyê di pergala ragihandinê ya fiber optîk de ye.

Transmitter OPTICAL:Di nîşanên optîkî de nîşanên elektrîkê veguherîne, bi gelemperî ji modulatorsên îşaretê û çavkaniyên ronahiyê pêk tê.

Multiplexer Sign:Couples gelek nîşanên gerîdok ên optîkî yên pêlên pêlavên cûda yên di heman fiber optîk de ji bo veguheztinê, gihîştina bandora kapasîteya ragihandina dubare.

Reporter Optical:Di dema veguhastinê de, pêl û firehiya nîşana dê xirab bibe, ji ber vê yekê pêdivî ye ku meriv pêlika pêlavê ya orîjînal a orîjînal biweşîne û zirarê ronahiyê zêde bike.

Signal demultiplexer:Nîşana pirjimar di nav nîşanên kesane yên xwerû de hilweşînin.

Receiver optîkî:nîşana optîkî ya wergirtî li îşaretek elektronîkî veguherîne, bi gelemperî ji fotodettor û demodulator pêk tê.

Beş 4. Avantaj û serlêdanên ragihandina optîkî

Feydeyên ragihandina optîkî:

1. Dûrbûna Relay dirêj, Aborî û Enerjî-Saving
Bi texmîna veguhastina 10 Gbps (10 mîlyar 0 an 1 nîşanên per duyemîn) agahdarî, heke ragihandina elektrîkê tête bikar anîn, pêdivî ye ku nîşan bide her çend sed metreyî were relandin û sererastkirin. Li gorî vê yekê, bi karanîna ragihandina optîkî dikare ji zêdetirî 100 kîlometreyan dûr bisekine. Nîşaneyên kêmtir têne sererast kirin, lêçûna jêrîn. Ji aliyekî din ve, materyalê fêkiya optîkî dioksîdê Silicon dioksîdê de ye, ku xwedan rezervên pir zêde û lêçûnek pir kêmtir ji tela baker e. Ji ber vê yekê, ragihandina optîkî xwedî bandorek aborî û enerjî ye.

2. Veguhestina agahdariya bilez û kalîteya ragihandinê ya bilind

Mînakî, nuha dema ku bi hevalên xwe re li derve an axaftina serhêl diaxivin, deng ne wek berê mîna. Di serdema telekomunication, ragihandina navneteweyî de bi gelemperî li ser satelîtên arizî wekî ku ji bo veguhestinê ve girêdayî ye, di encamê de rêça veguhastinê ya dirêjtir û gihîştina nîşana hêdî hêdî di encamê de. Û ragihandina optîkî, bi alîkariya kabloyên jêrzemînê, dûrbûna ragihandinê kurt dike, ku agahdariya agahdariyê zûtir dike. Ji ber vê yekê, bi karanîna ragihandina optîkî dikare bi danûstendinên li ser derûdor re danûstendina hêsantir bike.

3 Zehmetiya dijî-navbeynkariyê û nepenî ya baş

Têkiliya elektrîkê dibe ku ji ber mudaxeleya elektromagnetic xeletiyan bibîne, ku di nav kalîteya ragihandinê de kêm dibe. Lêbelê, ragihandina optîkî ji hêla dengê elektrîkê ve nayê bandor kirin, ew ewletir û pêbawer e. Û ji ber prensîbê tevahî refleksa giştî, îşaret bi tevahî ji bo veguhestinê bi fêkiya optîkî ve tête qewirandin, ji ber vê yekê nepenî baş e.

4. Kapasîteya veguhastinê ya mezin
Bi gelemperî, ragihandina elektrîkê tenê dikare 10gbps (10 mîlyar 0 an 1 nîşanên per duyemîn veguhezîne, dema ku danûstendina optîkî dikare 1tbps (1 trîlyon 0 an 1 nîşan bide) agahdarî.

Serîlêdana danûstendina optîkî

Gelek avantajên danûstendina optîkî hene, û ew ji ber pêşkeftina wê her quncikê jiyana me ve girêdayî ye. Amûrên wekî têlefonên mobîl, komputer û têlefonên IP-ê ku înternetê bikar tînin Herkesî li herêma xwe, tevahiya welat, û heya heya tora ragihandinê ya gerdûnî jî girêdan. Mînakî, nîşanên ku ji hêla komputer û têlefonên mobîl ve hatine komkirin û alavên pêşkêşkerê torê yên ragihandinê hatine kom kirin, û piştre jî li deverên cihêreng ên cîhanê di kabloyên jêrzemînê de têne veguheztin.

Rastkirina çalakiyên rojane yên wekî bangên vîdyoyê, kirîna vîdyoyê, lîstikên vîdyoyê, lîstikên vîdyoyê, û water temaşe dikin ku hemî li pişt piştgirî û arîkariya wê li pişt dîmenan digirîn. Derketina torên optîkî jiyana xwe ji rihetî û hêsantir çêkiriye.