Kelebihan komunikasi gentian optik
● Kapasiti komunikasi yang besar
● jarak geganti panjang
● Kekebalan terhadap gangguan elektromagnetik
● Sumber yang banyak
● Saiz optik serat ringan dan kecil
Sejarah ringkas perkembangan komunikasi optik
● Lebih 2000 tahun yang lalu: Menara Beacon - Lampu, Isyarat Bendera
● 1880: Telefon Optik - Komunikasi Optik Tanpa Wayar
● 1970: komunikasi gentian optik
● 1966: Dr. Kao Kuen, "Bapa Optik Serat," pertama mencadangkan idea komunikasi gentian optik.
● 1970: Kapron dari Corning Institution menghasilkan optik serat dengan kehilangan 20 dB/km.
● 1977: Barisan komersil pertama Chicago 45 MB/s.
Spektrum elektromagnet
Pembiasan/refleksi dan keseluruhan refleksi dalaman cahaya
Kerana perjalanan cahaya pada kelajuan yang berbeza dalam bahan yang berbeza, apabila cahaya bergerak dari satu bahan ke yang lain, pembiasan dan refleksi berlaku di antara muka antara kedua -dua bahan. Tambahan pula, sudut cahaya yang dibiakkan berubah dengan sudut cahaya insiden. Apabila sudut cahaya insiden mencapai atau melebihi sudut tertentu, cahaya yang dibiaskan hilang, dan semua cahaya insiden dicerminkan kembali; Ini adalah keseluruhan pantulan dalaman. Bahan -bahan yang berbeza membenci cahaya panjang gelombang yang sama pada sudut yang berbeza (iaitu, bahan yang berbeza mempunyai indeks refraktif yang berbeza), dan bahan yang sama membiasakan cahaya dari panjang gelombang yang berbeza pada sudut yang berbeza. Komunikasi gentian optik adalah berdasarkan prinsip -prinsip ini. Pengagihan reflektif: Parameter penting yang mencirikan bahan optik adalah indeks biasan, yang dilambangkan oleh N. Nisbah kelajuan cahaya C dalam vakum ke kelajuan cahaya V dalam bahan adalah indeks biasan bahan.
N＝C/V
Indeks biasan kaca kuarza yang digunakan dalam komunikasi gentian optik adalah kira -kira 1.5.
Struktur optik gentian
Kabel serat optik yang terdedah secara umumnya terdiri daripada tiga lapisan:
Lapisan pertama: tinggi - refraktif - teras kaca indeks (diameter teras umumnya 9 - 10μm, (satu mod) 50 atau 62.5 (multimode).
Lapisan kedua: rendah - refraktif - indeks pelapisan kaca silikon di tengah (diameter umumnya 125μm).
Lapisan Ketiga: Salutan resin yang paling luar yang menguatkan.
Pengetahuan asas cahaya
1) teras: Indeks biasan tinggi, digunakan untuk menghantar cahaya;
2) salutan: Indeks refraktif rendah, bersama -sama dengan teras, membentuk syarat untuk keseluruhan refleksi dalaman;
3) Jaket: Kekuatan yang tinggi, dapat menahan impak yang lebih besar, dan melindungi serat optik.
Multimode Orange MM Cable Gentian Optik 3mm
Kuning SM Singlemode
Dimensi kabel gentian optik:
Diameter luar biasanya 125μm (rambut manusia purata adalah 100μm)
Diameter dalaman: mod - tunggal 9μm, multimode 50/62.5μm
Aperture berangka
Tidak semua kejadian cahaya pada muka akhir serat optik dihantar melalui serat; Hanya kejadian cahaya dalam julat sudut tertentu yang dihantar. Sudut ini dipanggil apertur berangka serat optik. Aperture berangka yang lebih besar adalah berfaedah untuk splicing serat optik. Aperture berangka berbeza -beza antara serat optik yang dihasilkan oleh syarikat yang berbeza.
Jenis gentian optik
Berdasarkan mod penghantaran cahaya dalam serat, serat optik boleh diklasifikasikan sebagai:
Mode - mod (mm)
Single - mod (sm)
Multi - Serat mod: Mempunyai teras kaca pusat yang lebih tebal (50 atau 62.5 μm), yang membolehkan penghantaran pelbagai mod cahaya. Walau bagaimanapun, penyebaran intermodalnya adalah penting, mengehadkan kekerapan isyarat digital yang dihantar, dan batasan ini bertambah buruk dengan jarak yang semakin meningkat. Sebagai contoh, serat 600 mb/km hanya akan mempunyai jalur lebar 300 mb/km pada 2 km. Oleh itu, serat mod multi - mempunyai jarak penghantaran yang agak pendek, biasanya hanya beberapa kilometer.
Single - Serat mod: Mempunyai teras kaca pusat yang lebih nipis (biasanya 9 atau 10 μm diameter), yang membolehkan hanya satu mod cahaya yang dihantar. Ia pada dasarnya adalah jenis langkah - serat indeks, tetapi dengan diameter teras yang sangat kecil. Secara teorinya, ia hanya membolehkan satu laluan lurus - cahaya untuk memasuki serat dan menyebarkan dalam garis lurus dalam inti. Perluasan denyutan serat adalah minimum. Oleh itu, penyebaran intermodalnya sangat kecil, menjadikannya sesuai untuk komunikasi jarak jauh -. Walau bagaimanapun, penyebaran kromatiknya memainkan peranan utama, yang bermaksud bahawa serat mod - tunggal mempunyai keperluan yang tinggi untuk lebar spektrum dan kestabilan sumber cahaya, iaitu, lebar spektrum mesti sempit dan kestabilan mesti baik.
Klasifikasi gentian optik
Oleh bahan:
● Serat kaca: Kedua -dua teras dan pelapisan adalah kaca. Kerugian rendah, jarak penghantaran panjang, kos yang tinggi.
● Serat silikon dengan sarung: Inti adalah kaca, pelapisan adalah plastik. Ciri -ciri yang sama dengan serat kaca, kos yang lebih rendah.
● Serat plastik: Kedua -dua teras dan pelapisan adalah plastik. Kerugian tinggi, jarak penghantaran yang sangat pendek, harga yang sangat rendah. Digunakan secara meluas dalam peralatan rumah, peralatan audio, dan pendek - penghantaran imej jarak jauh.
● Dengan tetingkap frekuensi penghantaran optimum: Serat mode dan penyebaran mod konvensional - - beralih tunggal - serat mod.
● Konvensional: Pengilang serat mengoptimumkan kekerapan penghantaran serat untuk panjang gelombang tunggal, seperti 1300nm.
● Penyebaran - beralih: Pengilang serat mengoptimumkan kekerapan penghantaran serat untuk dua panjang gelombang, seperti 1300nm dan 1550nm.
● Tiba -tiba beralih: Indeks biasan berubah tiba -tiba dari teras ke pelapisan kaca. Kos rendah, penyebaran intermodal yang tinggi. Sesuai untuk jarak - pendek, rendah - Komunikasi kelajuan, seperti kawalan industri. Walau bagaimanapun, serat mod - tunggal mempunyai penyebaran intermodal yang sangat rendah, jadi mereka semua digredkan - serat indeks.
● Graded - Serat indeks: Indeks refraktif secara beransur -ansur berkurangan dari teras ke pelapisan, yang membolehkan cahaya mod - tinggi untuk menyebarkan sinusoidally. Ini mengurangkan penyebaran intermodal, meningkatkan jalur lebar serat, dan memanjangkan jarak penghantaran, tetapi ia lebih mahal. Kebanyakan serat multimode hari ini dinilai - serat indeks.
