Kif jaħdmu verament il-kejbils tal-komunikazzjonijiet tal-fibra ottika?
Fl-iktar bażiku tagħha, kejbil tal-fibra ottika tal-komunikazzjonijiet huwa magħmul minn linji tal-ħġieġ, bħal ħjut, madwar id-dijametru tax-xagħar tal-bniedem, li kull wieħed minnhom jista 'jittrasmetti messaġġi modulati fuq mewġ tad-dawl bil-veloċità tad-dawl. Huma joffru wisa 'tal-frekwenza akbar mill-kejbil tal-wajer tar-ram u saru l-għażla li jissodisfaw it-talbiet ta' l-età ta 'l-internet fejn ammonti kbar ta' dejta (eż., Streaming apps) għandhom jiġu mqassma lil eluf ta 'abbonati, mili' l bogħod u istantanjament. Kejbils tal-fibra ottika mhux biss jinstabu fis-sistemi tal-komunikazzjoni, huma użati wkoll f'netwerks industrijali, sensing, u applikazzjonijiet avjoniċi.
L-ewwel pass biex tifhem kif taħdem il-fibra ottika huwa li tifhem x'jiġri meta tibgħat dawl fl-arja jew bl-ilma. Id-dawl jivvjaġġa bħala mewġa. Meta tgħaddi mill-arja, il-mewġa titlef ftit enerġija u tinfirex aktar. Ir-riżultat huwa li r-raġġ tad-dawl isir usa 'u inqas intens. Dan it-telf ta 'intensità jissejjaħ attenwazzjoni.
Meta d-dawl jidħol fl-ilma, madankollu, ma jitlef l-ebda enerġija. Minflok, tgħawweġ madwar il-molekuli tal-ilma, u tagħmilha aktar faċli għad-dawl li jgħaddi minnu. L-ilma wkoll inaqqas il-veloċità tad-dawl b'fattur ta '1 / v2 fejn V hija l-veloċità tad-dawl fl-ilma. Dan ifisser li dawl li jivvjaġġa mill-ilma se jivvjaġġa aktar 'il bogħod milli kieku kien qed jivvjaġġa fl-arja. Fibri ottiċi jużaw dawn il-prinċipji biex iġorru dejta minn punt għal ieħor.
Il-biċċa l-kbira tal-fibri ottiċi li qed jintużaw illum jikkonsistu minn linji tal-ħġieġ (il-qalba) magħmula minn silika pura mdawra minn materjal tal-kisi magħmul minn silika doped. Il-qalba hija daqshekk żgħira li raġġ wieħed biss ta 'dawl f'tul ta' mewġa partikolari jista 'jivvjaġġa sa l-aħħar. Dawn jissejħu fibri ta 'modalità waħda. F'dan id-disinn, is-saff tal-kisi għandu indiċi ta 'rifrazzjoni aktar baxx u jaġixxi bħal mera biex iżomm il-mod ġewwa l-qalba. Dan il-fenomenu huwa magħruf bħala riflessjoni interna totali.
Il-prestazzjoni tal-fibri ottiċi tiddependi fuq kemm jistgħu jittrasmettu d-dawl. Mod wieħed kif titkejjel dan huwa billi titkejjel it-telf tar-ritorn (imsejjaħ ukoll telf ta 'inserzjoni) tal-fibra. It-telf tar-ritorn huwa definit bħala l-proporzjon bejn il-qawwa fid-direzzjoni 'l quddiem u l-qawwa fid-direzzjoni ta' wara. Jekk it-telf tar-ritorn ikun għoli, se jintilef aktar dawl meta tivvjaġġa mill-fibra milli jekk it-telf tar-ritorn kien baxx.
Vantaġġi tal-kejbils tal-fibra ottika
Fibri ottiċi għandhom ħafna vantaġġi fuq wajers tar-ram tradizzjonali:
1. Prestazzjoni ta 'trasmissjoni b'veloċità għolja
Il-midja tal-fibra ottika tittrasmetti sinjali permezz ta 'impulsi tal-fotoni, u r-rata ta' trasmissjoni tagħha tista 'tilħaq elf darba dik tal-kejbils tar-ram (tipikament 100+ GBPS), li hija partikolarment adattata għal xenarji ta' applikazzjoni b'rekwiżiti stretti f'ħin reali bħal 4K / 8K streaming ta 'trasmissjoni tal-midja u servizzi tal-komputazzjoni sħaba. Fibra ottika b’modalità waħda kisbet rata ta ’trasmissjoni innovattiva ta’ 1 petabit / i f’ambjenti tal-laboratorju.
2. Kapaċità tal-banda tal-banda kbira
Bis-saħħa tal-applikazzjoni matura tat-teknoloġija tal-multiplexing tad-diviżjoni tal-mewġ (WDM), fibra ottika waħda tista 'fl-istess ħin iġġorr sinjali ottiċi ta' tul ta 'mewġ differenti bħal C-band (1530-1565 nm) u L-band ({1565-1625 nm). Permezz ta 'teknoloġija ta' multiplexing ta 'diviżjoni ta' mewġ dens (DWDM), jistgħu jinkisbu aktar minn 96 kanal ta 'trasmissjoni parallela b'fibra waħda, teoretikament jilħqu mijiet ta' kapaċità ta 'bandwidth fil-livell TBPS.
3.Iltra Karatteristiċi ta 'Trasmissjoni ta' Telf Low-Low
Il-fibra ottika tal-kwarz għandha koeffiċjent ta 'attenwazzjoni ta' 0. 2db / km fit-tieqa 1550nm. Bit-teknoloġija tal-amplifikatur tal-fibra doped Erbium (EDFA), tista 'tikseb distanza ta' trasmissjoni mingħajr relay ta 'aktar minn 100km. Bi tqabbil, it-telf tal-kejbil tar-ram CAT6A huwa 21.3dB kull 100 metru f'100MHz.
4. Karatteristiċi tal-immunità elettromanjetika
Fibra ottika tuża struttura ta 'waveguide Sielettrika Sio₂ biex tittrasmetti sinjali, li fundamentalment tevita l-interferenza elettromanjetika (EMI) u l-problemi ta' interferenza tal-frekwenza tar-radju (RFI) li jħabbtu wiċċhom magħhom kejbils tar-ram. Din il-karatteristika tagħmilha insostitwibbli għall-wajers f'ambjenti elettromanjetiċi qawwija bħal substations ta 'vultaġġ għoli (akbar minn jew daqs 500kV) u kmamar tat-tagħmir MRI mediku.
5. Mekkaniżmu ta 'sigurtà ta' transmissjoni
Ir-riskju ta 'tnixxija ta' informazzjoni ta 'sistema ta' fibra ottika teżisti prinċipalment fit-tagħmir tat-terminazzjoni. M'hemm l-ebda radjazzjoni elettromanjetika waqt it-trasmissjoni. It-teknoloġija OTDR tista 'tissorvelja l-anomalija tat-telf ottiku fil-livell ta' 0. 01db f'ħin reali. Skond l-istandard NIST SP 800-53, is-sigurtà tas-saff fiżiku tal-kanal tal-fibra ottika tilħaq il-livell ta 'protezzjoni tal-Klassi III, li jaqbeż bil-bosta l-livell tal-klassi I tal-kejbil tar-ram.
Tipi ta 'komunikazzjoni tal-fibra ottika kejbil
Hemm 2 tipi bażiċi ta 'fibri, modalità waħda u multimode. Fibra ottika b’modalità waħda hija iżgħar fid-dijametru tal-qalba (8. 3-10 mikron) u żżomm vantaġġi f’termini ta ’wisa’ tal-banda u tilħaq għal distanzi itwal, filwaqt li fibri ottiċi multimode għandhom dijametri tal-qalba ikbar (50 mikron jew akbar) u jappoġġjaw faċilment ħafna distanzi fin-netwerks tal-intrapriża u ċ-ċentru tad-dejta, bi spiża tipikament inqas minn installazzjonijiet uniċi.
It-teknoloġija tal-fibra ottika tintuża f'ħafna modi llum. Jintuża biex jittrasmetti sinjali tal-vuċi u tal-vidjow, li jġorr dejta tal-kompjuter, u biex jibgħat informazzjoni fuq distanzi twal.
Fibri ottiċi jintużaw biex jimmanifatturaw endoskopji li jippermettu lit-tobba jaraw ġewwa l-ġisem tal-bniedem u jwettqu kirurġija mingħajr il-bżonn ta 'proċeduri ta' skalpell invażivi. Fibri tal-qalba kbar jistgħu jġorru enerġija bil-lejżer biex jiffaċilitaw it-tneħħija tat-tatwaġġi, it-tindif tal-monumenti storiċi, u l-enerġija ta 'sistemi ta' difiża diretti bil-lejżer.
Sensing distribwit tal-fibra ottika (DFOs) jippermetti li t-tul kollu ta 'fibra ottika tintuża bħala apparat ta' sensing. Strutturi bħal pajpijiet tal-fjuwil, pontijiet, u ġwienaħ ta 'inġenji ta' l-ajru jista 'jkollhom fibri ottiċi inkorporati fihom biex jindividwaw parametri bħal razza, temperatura jew ħoss u jgħinu biex jiżguraw l-integrità strutturali tagħhom.