Fibra ottica, fibra monomodale e multimodale
Fibra ottica, fibra monomodale e multimodale.
I conduttori in fibra ottica sono onde luminose di radiazioni elettromagnetiche (mod) riflessa nel movimento dalle loro pareti e dal centro (stelo).
Avanzamento delle fibre ottiche
La struttura e il design delle fibre ottiche
Fibra monomodale. Fibra multimodale
Caratteristiche materiali e regole di funzionamento
Fibra ottica:
Lo sviluppo della tecnologia moderna e lo studio delle proprietà delle onde luminose ha permesso di creare un ambiente qualitativamente nuovo che trasporta ottico radiazione. Guide per le sue guide d'onda in acciaio aventi una sezione trasversale circolare con un diametro insolitamente piccolo, pari solo a pochi nm (quasi come i capelli umani). Questi fili sottili trasparenti chiamati fibre ottiche, e questo è ciò che viene trasmesso ora, la maggior parte delle informazioni nelle moderne reti di comunicazione.
A differenza della fibra ottica, la fibra ottica conduttore sono onde luminose di radiazioni elettromagnetiche (mod) riflessa nel movimento dalle loro pareti e dal centro (stelo). A causa dell'enorme larghezza di banda e della velocità di spostamento dei dati, ogni anno i prodotti trovano ampia applicazione in molti settori dell'economia. Sono utilizzati per migliorare le linee di comunicazione, aumentare la potenza di elaborazione, risolvere i problemi nell'industria energetica e medica, nelle applicazioni militari.
Fibra ottica linee di comunicazione (FOCL) sostituire il tradizionale “doppino” nelle più importanti reti di telecomunicazioni di diversi livelli di complessità. La diffusione della luce che si verifica a causa del multiplo onda riflessi multipli dalla superficie interna della calotta. A causa della piccola differenza nell'indice di rifrazione (di 1%) dell'onda riflessa dal nucleo ad angoli differenti, non oltrepassare i confini della fibra e spostarsi al suo interno, permettendoti di trasferire i dati con grande velocità. Secondo i dati ottenuti da esperti giapponesi hanno condotto una ricerca, può raggiungere 255 Tbps, anche a distanze superiori 1000 km.
Avanzamento delle fibre ottiche:
Il movimento delle onde fibra ottica sono studiato alla fine del XIX secolo, ma mancavano ancora le tecnologie necessarie. Il primo sistema telefonico ottico per trasmettere segnali vocali è stato brevettato in America all'inizio 1934, ma le onde si smorzano già dopo pochi metri dall'ingresso della fibra. Per cambiare la situazione poteva solo in 1970, quando viene trovato materiali, garantendo una perdita sufficientemente bassa (17 dB / km), e per i prossimi due anni il suo lavoro è già arrivato a 4 dB / km al primo nella produzione di vetro al quarzo usato solo, ma poi ha cominciato ad aggiungere forcincinnati, per materiali in alluminio e calcogenuro, il cui indice di rifrazione è vicino a 1.5.
Ora c'è un affinamento e un'ottimizzazione della plastica fibre ottiche con nucleo e shell polimetilmetakrilata vtorpolimermash. L'attenuazione prevista in loro un altro ordine di grandezza inferiore a quella esistente. Anche, per migliorare gli indicatori tecnici ha cominciato a lottare con fibre fuori tondo e concentricamente, le loro possibili torsioni e distorsioni, ha avviato il processo di selezione della struttura ottimale del profilo. Diversi produttori a cui sono già state apportate numerose modifiche la fibra, quindi per una corretta scelta è importante conoscerne la struttura interna e la classificazione.
La struttura e il design delle fibre ottiche:
Nonostante la grande varietà di tecnologie esistenti per creare una fibra ottica nella produzione di articoli, è possibile allocare tre fasi principali. Il primo crea uno spazio vuoto sotto forma di una barra avente il profilo e l'indice di rifrazione desiderati. Per un secondo si allunga e diventa un guscio protettivo. Il terzo (se necessario) sulla fibra applicare rinforzanti e protettivi Rivestimento (buffer). Per ottenere l'indice di rifrazione target nella fibra ottica nella fabbricazione possono essere aggiunti vari additivi: titanio, fosforo, germanio, boro, eccetera.
Date le dimensioni geometriche del nucleo interno e del guscio, e la distanza tra loro, il conduttore ottico ricevuto può essere monomodale (trasmettere solo una modalità principale) e multi-modalità (spostare numerose modalità spaziali). Le fibre ottiche utilizzate per le telecomunicazioni sono suddivise nelle seguenti categorie:
- modalità singola al quarzo;
- multimodale al quarzo;
- plastica e polimero (POF);
- quarzo nel guscio dei polimeri (HCS).
Nelle filettature monomodali piccole perdite in curva, multimodalità ottimale per grandi distanze, il polimero è più funzionale, il quarzo è significativamente più economico. Quando il profilo della fibra ha la stessa rifrazione attraverso la sezione trasversale dell'asta centrale, fece un passo. Quando la rifrazione diminuisce gradualmente dal centro del nucleo al guscio diventa un profilo gradiente. La rifrazione in una fibra a indice graduato può avere una parabolica, struttura triangolare e spezzata. Esistono altre varietà di fibre, si verificano meno frequentemente.
Durante il movimento dell'onda luminosa i filamenti ottici vengono smorzati e dispersi. Questa radiazione occupa lo spettro elettromagnetico nell'intervallo 100 nm - 1 mm, ma in realtà, informazione viene trasmesso più frequentemente nel vicino infrarosso (760-1600 nm) e visibile (380-760 nm) gamma. L'area in cui si verifica l'attenuazione della finestra a bassa trasparenza. Nel vicino infrarosso tre di loro: 850, 1310 e 1550 nm. Possono variare leggermente per ogni tipo di fibra, ma in essi è ottimale trasmettere segnali di informazione.
In ingegneria le reti fungono da sorgenti di radiazione dei laser quantistici ottici, a piccole distanze - LED. I loro fasci monocromatici strettamente focalizzati di radiazione coerente creano un ampio spettro di frequenza continua dell'elettromagnetico. Poiché i ricevitori che convertono il segnale ottico in elettrico, utilizzano i fotodiodi p-in e a valanga. Parametri di ottica fibra è rigorosamente certificato da: la fibra monomodale del nucleo ha un diametro di 9 ± 1 µm, fibra multimodale - 50, 62.5, 120, 980 µm, il guscio è 125 ± 1 e 490, 1000 µm, rispettivamente.
Fibra monomodale:
Fibra monomodale fornisce un segnale più stabile e una trasmissione dati ad alta velocità, ma hanno bisogno di sorgenti luminose più potenti e costose rispetto alle controparti multimodali. Inoltre sono canali ottici molto stretti, il che aumenta notevolmente la complessità dell'installazione, ma elimina anche la varianza miodowy. Dai thread in modalità singola, ci sono tre sottocategorie:
- velocità con una varianza imparziale (SM, SMF) sono i più comuni;
- normale con dispersione spostata (DS, DSF) nella direzione della terza finestra di trasparenza con attenuazione minima tende a zero;
- standard con dispersione diversa da zero spostata (NZ, NZDS, NZDSF) ottimizzato per trasmettere più lunghezze d'onda.
Fibra multimodale:
Fibra multimodale è caratterizzato dalle più alte prestazioni trasferimento dati su brevi distanze, alte velocità e ampia larghezza di banda. It, in contrasto con la modalità singola, dove ha quasi raggiunto i limiti della tecnologia, continua a migliorare. Il suo nucleo ha un grande diametro, che fornisce una rifrazione aggiuntiva, la dispersione riduce la distorsione che si verifica alla propagazione di diversi modi con diversi angoli riflessi. Alla fine, gli impulsi luminosi in tali fili sotto l'influenza dei suddetti fattori vengono convertiti da rettangolari a campana.
Caratteristiche materiali e regole di funzionamento:
La larghezza di banda dell'ottica fibre dipende dall'attenuazione (perdita) e dispersione. L'eventuale riduzione di questi parametri permette di aumentare la distanza tra i punti di rigenerazione forzata del segnale. Le perdite possono essere chiamate come i propri fattori interni ed esterni. Il primo è l'eterogeneità dell'asta centrale (nucleo) dei prodotti, caratterizzato dalla sua rifrazione, l'autoassorbimento dei materiali e delle loro impurità componenti. Il secondo si verifica durante la torsione, orditura e piegatura dei fili.
Perciò, le condizioni tecniche rigorosamente regolano le regole di applicazione, raggruppamento, e mantenimento delle fibre. Un impatto meccanico esterno eccessivo può causare microfratture e interruzione dell'integrità del guscio, e questo causerà riflessi interni irregolari nel thread. È anche importante monitorare l'omogeneità del materiale nel processo di produzione del filamento e la distribuzione uniforme delle impurità, in grado di risuonare a frequenze diverse.
Lavorare con ottico fibre imporre requisiti rigorosi al personale di servizio. Prima di tutto è la pulizia dei connettori e la qualità delle connessioni necessarie. Contrariamente alle idee sbagliate popolari, la sfida più grande per le fibre ottiche è spesso la corrosione dell'idrogeno. L'accoppiamento ottico del contatto è differito nel tempo, ma conseguenze già irreversibili, in cui il filo perde le sue proprietà e si rovina completamente. Le fibre realizzate con cattiva connessione possono assorbire l'umidità e allo stesso tempo diventare aree che contribuiscono ad un'ulteriore attenuazione delle perdite del segnale trasmesso.
Vantaggi delle fibre ottiche:
Oggi, tutti i progetti che utilizzano la fibra ricevono un intenso sviluppo. Prima di tutto, esso FOL (FOL), reti di computer, videosorveglianza e controllo accessi, dove “ottica” è arrivato a dominare in tutte le posizioni. Hanno virtualmente eliminato le interferenze non autorizzate, le linee non bruceranno, non ossidato, non sciolto, fornire maggiore velocità e larghezza di banda nella trasmissione dei dati. Non hanno paura delle interferenze e i campi elettromagnetici non sono influenzati dai cortocircuiti, non emettere nulla nell'ambiente.
L'uso di fibre ottiche:
Le fibre ottiche utilizzati come sensori che misurano la tensione, temperatura, pressione e altri parametri. Sono compatti e non richiedono ulteriore supporto, tollerare le alte temperature (rispetto ai prototipi di semiconduttori). Sono posizionati sul dispositivo che esegue la protezione dall'arco. Su di essi si basano anche gli idrofoni per dispositivi sismici e sonar, giroscopi laser per auto e veicoli spaziali.
Grazie a fibra ottica i sensori interferometrici funzionano, il campo magnetico ed elettrico di controllo, endoscopi da laboratorio. Possono organizzare la copertura in aree difficili, dirigere la luce solare e artificiale nella posizione desiderata. Infine, la fibra aiuta a formare un'immagine in diverse regioni spettrali. Su questo principio, ha sviluppato armi moderne, contribuendo a creare il manichino bersaglio anche delle dimensioni di una portaerei e disorientare la sorveglianza radar.
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