Panemuan serat optik parantos disetir révolusi dina widang komunikasi. Upami teu aya serat optik pikeun ngayun saluran lega luhur, Internét tiasa tetep dina panggung téroritis. Upami abad ka-20 ieu era listrik, maka abad ka-21 mangrupikeun jaman cahaya cahaya. Kumaha lampu ngahontal komunikasi? Hayu urang diajar pangaweruh dasar komunikasi optik sareng pangropéa di handap.
Bagian 1. Dasar dina kaayaan rambatan cahaya
Ngartos gelombang cahaya
Haves cahaya anu saleresna gelombang éléktromagnétik, sareng dina rohangan bébas, panjang gelombang sarta fréku parong tina gelombang éléktromagnétic parantos overnertyly sabanding. Produk tina dua sami sareng laju cahaya, nyaéta:
Susun panjang punjil atanapi frekuensi gelombang éléktromagétik supados ngabentuk spéktrum éléktromagnétik. Numutkeun panjang gelombang atanapi frekuensi béda, gelombang éléktromagnétik tiasa kabagi kana daérah radiasi, daérah ultraviolet, wilayah anu katingal, wilayah mitnowa. Zors anu dianggo pikeun komunikasi utamana daérah infrared, daérah mgingtur, sareng daérah gelombang radio. Gambar di handap ieu bakal ngabantosan anjeun ngartos ukur pita komunikasi sareng média pelengkapan anu saluyu dina menit.
Protagonis ieu, "Komunikasi serat seratf milih," nganggo gelombang cahaya dina pita infra red. Naha asup kana titik ieu, jalma, urang kéngingkeun naha éta kedah dina pita infrained? Masalah ieu aya hubunganana sareng leungitna transprés optik tina bahan serat optik, nyaéta kaca silika silika. Salajengna, urang kedah ngartos kumaha fibter optik ngirimkeun lampu.
Refraction, refleksi, sareng total bayangan cahaya
Nalika cahaya dikecas tina hiji zat ka, répraksi sareng refleksi aya kajadian dina alun-alun, sareng sudut réaksi ningkat kalayan sudut kana lalaunan antawis nambahan kajadian. Sakumaha anu dipidangkeun dina Gambar ① → ②. Nalika sudut kajadian ngahontal atanapi ngaleuwihan sudut tangtu, terang ngarobed ngaleungit sareng sagala lampu kajadian anu dicerambar, anu ditingalikeun dina inci cahaya.
Sawitan anu béda gaduh lepat sertipikasi anu béda, janten laju panyebaran rupa béda dina média anu béda. Indéks réflikasi diwakrésikeun ku n, n = C / V, dimana C Acuocity di Cacuum sareng V mangrupikeun laju propagasi saé dina raragahan. Awak Sedeng kalayan ahli sertipék anu langkung luhur disebut sedeng Oticical, nalika meng sedenghuh nganggo indéks réaksi langkung handap nyaéta sedih belang sacara optik. Dua kaayaan pikeun total refleksi anu lumangsung nyaéta:
1. Pangiriman ti médium sacara optik pikeun sedeng sacara optik
2. Sudut kajadian langkung ageung atanapi sami sareng sudut kritis tina total refleksi
Dina raraga nyingkahan karékikan anu milih sareng ngirangan daya tarikna, transmisi optik dina serat optik lumangsung dina kaayaan reclect kaayaan refleksi.
Bagian 2. Kenalan pikeun média propongasi optik (serat optik)
Kalayan pangaweruh dasar ngeunaan total refagvation cahya cahaya, gampang ngartos struktur diginfik tina serat optik. Serangga éta serat serat dibagi jadi tilu lakisan: Lauk kahiji nyaéta inti, anu ayana di tengah serat sareng cacad murni, ogé katurunan gelas. Diajak inti umumna 9-10 Micron (modeu tunggal), 50 atanapi 62.5 Modi (Multi-Mobile). Ciri inti ngagaduhan indéks réformatif sareng dianggo pikeun ngirimkeun lampu. Claddds lapisan kadua: perenahna sakitar serat, ogé diwangun ku gelas silika (kalayan diaméterna umumna 125 mikrons). Indéks reftiftif tina cladding rendah, ngabentuk kaayaan reflection babarengan kalayan inti serat. Lapisan palapis katilu: lapisan luar negeri mangrupikeun palapis resin anu dikuatkeun. Bahan lapisan pelindung ngagaduhan kakuatan anu luhur sareng tiasa tahan dampak ageung, ngajagi serat optik tina elaktél cai sareng abranis.
Serat transmisi Optik Frictik mangrupikeun faktor anu penting pisan mangaruhan kualitas komunikasi inféksi serat. Faktor utama anu nyababkeun lasiah tina sinyal optik kalebet kaleungitan kaleungitan bahan, kaleungitan wates waktu aya waktos di transmisi, sareng karugian sanés.
Lilana gelombang teu béda, sareng transperna leungitna dina serat optik ogé béda. Dina raraga ngamarios kaleungitani sareng mastikeun pangaruh pangiriman, élmuwan parantos komos pikeun milarian lampu anu paling cocog. Lampu dina kisaran panjang tina 1260nm ~ 1360nm ngagaduhan distorsi sinyal anu pangleutikna disababkeun ku panyebaran sareng leungitna nyerep panghandapna. Dina dinten awal, keunut panjang gelombang na diadopsi salaku band komunitas optik. Entah-engké, saatos panjang ékspleks sareng prakték, para ahli laun lumas rahari kisaran panjang pangributan panas ~ 1620nm ~ Janten gelombang cahaya anu dianggo dina komunikasi optik serat umumna dina pita infrared.
Surat serat optrik: Transmit sababaraha modeu, tapi imporitas modal mats matéri Uatis, éta komparing frékuénsi sinyal digital, sareng fuliti ieu janten langkung parah kalayan langkung parah kalayan langkung parah kalayan langkung parah kalayan langkung daya saurkeun. Ku alatan éta, jarak pangiriman surat optimode reflode ratifik pondok, biasana ngan ukur sababaraha kilométer.
Serat model tunggal: Kalayan diamén serat leutik pisan, ngan ukur kacaatur, métode hungkul ukur dikirimkeun, ngajantenkeun anu cocog pikeun komunikasi jauh.
| Barang Bandingkeun | Serat multimode | Serat modeu tunggal |
| Biaya optik | ongkos luhur | biaya murah |
| Syarat Peralatan Goréng | Syarat alat rendah, biaya alat rendah | Syarat Peralatan Tinggi, Syarat Syarat Lampu |
| Ovartingation | luhur | rendah |
| Ganda panjang gelombang: 850nm-1300nm | 1260nm-1640nm | |
| Gampang dianggo | Diamalan inti anu langkung ageung, gampang dicekel | Sambungan anu langkung rumit pikeun dianggo |
| Jarak pangiriman | Jaringan Lokal | |
| (kirang ti 2km) | jaringan aksés | sedeng kana jaringan jarak jauh |
| (Langkung ageung ti 200km) | ||
| Bandwidth | Bandwidth terbatas | Ampir teu taya bandwidth |
| Kacindekan | Serat optik langkung mahal, tapi biaya assition aktivitas jaringan langkung handap | Kinerja anu langkung luhur, tapi biaya anu langkung luhur ngadegkeun jaringan |
Bagian 3. Prinsip damel sistem komunikasi serat optik
Komunikasi Incés biasana dianggo, sapertos telepon sélulér sareng komputer, ngirimkeun inpormasi dina bentuk listrik. Nalika seueur komunikasi optik, anu munggaran léngkah nyaéta ngarobah sinyal listrik dina sinyal OPTIKITIK, Derkeun ku lampupic optik, teras ngarobih tulisan anu éléktik pikeun ngahontal tujuan listrik. Sistem komunikasi optik mangrupakeun komputasi optik, panarima sacara optik, sareng sirkuit optik serat pikeun ngarobih cahaya. Pikeun mastikeun kualitas transmer transmer sinyal jarak panjang sareng ningkatkeun ngagolérkeun nyetak, pamulangan optik sareng langkung umumna dianggo.
Di handap ieu bubuka ringkes pikeun prinsip padamelan unggal komponén dina sistem komunikasi anu optik.
Pelancangan Optik:Ngarobih sinyal listrik kana sinyal optik, khususna diwangun ku modul sinyal sareng sumber lampu.
Sinyal Awexer:Pisan seueur sinyal pamembang opical tina panjang gelombang anu béda kana serat optik kanggo transmisi optik kanggo transmisi, ngahontal pangaruh tina kapasitas transping transping.
Repike Optik:Salami pengiriman, gelombang sareng intiitas sinyalna bakal mudun, sahingga kedah ngabalikeun gelombang rai aslina sareng ningkatkeun intensitas lampu aslina.
Sinyal demultliper:Ngaluarkeun klastik OnCexed kana sinyal individu asli.
Panarima optik:Ngarobih sinyal optik anu disampit kana sinyal frékuénsi, khususna diwangun tina fotodetup sareng demodulator.
Bagian 4. Kauntungan sareng aplikasi komunikasi optik
Kauntungan tina komunikasi optik:
1. Jarak relay, ekonomis sareng énergi sareng énergi
Anggaran pangiriman 10 GBPS (10 milyar 0 atanapi 1 sinyalim per detik) inpormasi, upami komunikasi listrik dianggo, sinyal unggal ratusan ratus meter. Dibandingkeun ieu, nganggo komunikasi optik tiasa ngahontal jarak anu pikaresepeun leuwih ti 100 kilométer. Hareupkeun waktos sinyalna disaluyukeun, langkung handap biaya. Di sisi anu sanés, bahan serat optik mangrupikeun siliceron dioksida, anu ngagaduhan biaya sareng langkung handap tibatan kawat tambaga. Ku alatan éta komunikasi optik gaduh pangaruh anu ngahématkeun sareng énergi.
2. Pangiriman inpormasi gancang sareng kualitas komunikasi tinggi
Salaku conto, ayeuna nalika ngobrol ka babaturan di luar negeri atanapi ngobrolkeun online, sora henteu janten lagging sapertos sateuacan. Di jaman telecomomatifomunikasi, komunikasi internasional khususna ngandelkeun satelit jieunan janten silih jieunan, hasilna jalan deui sareng sinyal sinyal langkung laun sareng sinyal sinyal langkung laun sareng sinyal sinyalna. Juméntisasi optik, kalayan bantuan mares kapal kapal nabdi, ngaleupaskeun jarak jarakna, nyieun transmisi inpormasi langkung gancang. Ku sabab kitu, nganggo komunikasi optik tiasa ngahontal komunikasi mulus sareng luar negeri.
3. Kamampuhan anti Interfer sareng Rahasia anu saé
Komunikasi listrik tiasa ngalaman kasalahan kusabab gangguan eléktromagnétik, nuju panurunan dina kualitas komunikasi. Tapi, komunikasi optik teu kapangaruhan ku sora utama, ngajantenkeun langkung aman ku langkung dipercaya. Sareng kusabab prinsip total total controlléksi, sinyal ieu dihijikeun pikeun serat opekstik pikeun nangtasarkeun, supados rahasiyaratitasna saé.
4. Kapasitas pangiriman ageung
Umumna, komunikasi listrik ngan ukur tiasa ngirimkeun 10GBPs (10 milyar 0 atanapi 1 sinyal per detik) inpormasi, bari komunikasi optik, upami 1 sinyal) inpormasi.
Aya seueur kauntungan pikeun komunikasi optik, sareng éta parantos terpotat kana tiap pukul mata urang kusabab pangwangunanana. Alat sapertos telepon sélulér, komputer, sareng IPA anu nganggo Internét Sambungkeun sadayana ka daérah-sasatan, sanés ka jaringan komunikasi. Contona, titik disaksa ku komputer sareng telepon sélulér di pasar aromationser perusahaan lokal sareng alat panyadia jaringan.
Atan kagiatan unggal sapopoé sapertos sauran video, balanja online, game video, sareng Binge Encooking sadayana ngandelkeun ngahontal ngandelkeun deui dina dukungan sareng penghasilan. Mecenggélkeun jaringan optik parantos ngajantenkeun kahirupan urang langkung pikaresepeun sareng gampang.
POST Waktos: Mar-31-2025
