Princippet om fiberoptisk transmissionskommunikation opnås baseret på den totale refleksion af optiske signaler inde i fiberoptikken.
Princippet bag er, at på grund af lysets forskellige udbredelseshastigheder i forskellige stoffer, når lys ledes fra et stof til et andet, sker der brydning og refleksion i grænsefladen mellem de to stoffer. Desuden varierer vinklen af brudt lys med vinklen af indfaldende lys. Når vinklen af indfaldende lys når eller overstiger en vis vinkel, forsvinder det brudte lys, og alt indfaldende lys reflekteres tilbage, hvilket kaldes total refleksion af lys.
Så hvad er strukturen af optiske fibre for at sikre total refleksion af optiske signaler, og kan alle optiske signaler reflekteres fuldt ud? Lad os lære om strukturen og typerne af optiske fibre.
Fiberoptisk struktur og typer
Fiberoptisk struktur: Fiberoptiske nøgne fibre er generelt opdelt i tre lag: en central glaskerne med højt brydningsindeks (kernediameter generelt 50 eller 62,5 μm) med en siliciumglasbeklædning med lavt brydningsindeks i midten (normalt med en diameter på 125 μm) Det yderste lag er det belægningslag, der bruges til forstærkning.
N.A.: Lyset, der falder ind på fiberens endeflade, kan ikke transmitteres helt af fiberen, kun det indfaldende lys inden for et bestemt vinkelområde kan transmitteres. Denne vinkel kaldes den optiske fibers numeriske blænde. En større numerisk åbning af optiske fibre er gavnlig til fiberdocking. Den numeriske åbning af optiske fibre produceret af forskellige producenter varierer.
Typer af optiske fibre:
A.I henhold til transmissionstilstanden for lys i optiske fibre kan den opdeles i single-mode optiske fibre og multi-mode optiske fibre.
B.Opdelt efter det optimale transmissionsfrekvensvindue: konventionel single-mode fiber og dispersion shifted single-mode fiber.
C.I henhold til fordelingen af brydningsindeks kan det opdeles i optiske fibre af mutationstype og gradienttype.
Hvad er single-mode fiber og multi-mode fiber?
Multi-mode fiber:Den midterste glaskerne er tykkere (50 eller 62,5) μ m) Den kan transmittere flere lystilstande. Men dens intermodale spredning er relativt stor, hvilket begrænser frekvensen af transmission af digitale signaler og bliver mere alvorlig med stigende afstand. For eksempel har en 600MB/KM fiber kun en båndbredde på 300MB ved 2KM. Derfor er afstanden for multi-mode fiberoptisk transmission relativt tæt, normalt kun et par kilometer.
Enkelt-tilstand optisk fiber:Den midterste glaskerne er relativt tynd (kernediameter er generelt 9 eller 10) μ m) Kun én lystilstand kan transmitteres. Derfor er dens intermodale spredning lille og velegnet til fjernkommunikation, men dens kromatiske spredning spiller en stor rolle. Derfor stiller single-mode fibre høje krav til lyskildens spektrale bredde og stabilitet, det vil sige, at spektralbredden skal være smal, og stabiliteten skal være god.
Hvad er konventionelle single-mode fibre og dispersion shifted single-mode fibre?
Konventionel type:Fiberoptiske producenter optimerer transmissionsfrekvensen af optiske fibre på en enkelt bølgelængde af lys, såsom 1300nm.
Dispersionsforskydningstype:Fiberoptiske producenter optimerer transmissionsfrekvensen af optiske fibre til to bølgelængder af lys, såsom 1300nm og 1550nm.
Hvad er optiske fibre af mutationstype og gradienttype?
Mutant type:Brydningsindekset fra den midterste kerne af den optiske fiber til glasbeklædningen er brat. Det har lave omkostninger og høj spredning mellem tilstande. Velegnet til kortdistancekommunikation med lav hastighed, såsom industriel kontrol. Men på grund af den lille intermodale spredning antager single-mode fibre alle en mutationstype.
Graduering type fiber:Brydningsindekset fra fiberens midterkerne til glasbeklædningen falder gradvist, hvilket tillader lys i høj tilstand at forplante sig på en sinusformet måde, hvilket reducerer spredning mellem tilstande, øger fiberbåndbredden og øger transmissionsafstanden. Omkostningerne er dog relativt høje. I dag er multimode-fibre for det meste gradient-type fibre.
Så hvorfor vælger vi fiberoptisk transmission i stedet for kabeltransmission? Lad os tale om fordelene ved fiberoptik:
- Passbåndet af optiske fibre er meget bredt. Teoretisk kan den nå op på 3 milliarder megahertz.
- Ikke-relæsektionen er flere tiere til over 100 kilometer lang, og kobbertråden er kun et par hundrede meter lang.
- Ikke påvirket af elektromagnetiske felter og stråling.
- Let og lille i størrelsen. For eksempel kan 900 par parsnoede kabler med en diameter på 3 tommer og en vægt på 8 tons/KM forbindes til 21000 linjer. Og det optiske kabel med en kommunikationsvolumen ti gange, der har en diameter på 0,5 tommer og en vægt på 450P/KM.
- Fiberoptisk kommunikation er ikke elektrificeret og kan bruges sikkert på brandfarlige og eksplosive steder.
- Bredt udvalg af omgivende temperaturer til brug.
- Kemisk korrosionsbestandighed og lang levetid.