Optisk fiber, singlemode och multimode fiber
Fiberoptisk, single-mode och multimode fiber.
Fiberoptisk ledare är elektromagnetisk strålning ljusvågor (mod) återspeglas i rörelsen från deras väggar och kärna (stam).
Strukturen och utformningen av optiska fibrer
Single-mode fiber. Multimode fiber
Väsentliga funktioner och driftsregler
Användningen av optiska fibrer
Fiberoptisk:
Utvecklingen av modern teknik och studiet av egenskaperna hos ljusvågor gjorde det möjligt att skapa en kvalitativ ny miljö som transporteras optisk strålning. Guider för hennes stålvågledare med ett cirkulärt tvärsnitt med en ovanligt liten diameter, lika med bara några få nm (nästan som människohår). Dessa genomskinliga tunna trådar kallas optiska fibrer, och det är vad som överförs nu, merparten av informationen i moderna kommunikationsnätverk.
Till skillnad från optisk fiber, den optiska fibern ledare är elektromagnetisk strålning ljusvågor (mod) återspeglas i rörelsen från deras väggar och kärna (stam). På grund av den enorma bandbredden och hastigheten på datarörelsen, Varje år kan produkterna användas i många sektorer av ekonomin. De används för att förbättra kommunikationslinjerna, öka processorkraften, lösa problem inom energi- och medicinindustrin, i militära applikationer.
Fiberoptisk kommunikationslinjer (FOCL) ersätta det traditionella “tvinnat par” i de viktigaste telekommunikationsnäten på olika nivåer av komplexitet. Spridningen av ljus som uppstår på grund av multipeln Vinka flera reflektioner från insidan av skalet. På grund av den lilla skillnaden i brytningsindex (handla om 1%) av vågen reflekterad av kärnan i olika vinklar, gå inte bortom fiberns gränser och rör dig i den, så att du kan överföra data med hög hastighet. Enligt de uppgifter som erhållits från japanska experter genomförde forskning, det kan nå 255 Tbps, även på avstånd över 1000 km.
Framsteg av optiska fibrer:
Vågornas rörelse in optisk fiber är studerade i slutet av XIX-talet, men den nödvändiga tekniken saknades fortfarande. Det första optiska telefonsystemet som sände röstsignaler patenterades i Amerika tidigt 1934, men vågorna dämpas redan efter några meter från fiberns ingång. Att ändra situationen kunde bara in 1970, när den hittas material, säkerställa en tillräckligt låg förlust (17 dB / km), och under de kommande två åren har hans arbete redan förts till 4 dB / km först vid tillverkning av endast använt kvartsglas, men sedan började det lägga till forcincinnati, foraluminium- och kalkogenidmaterial, vars brytningsindex är nära 1.5.
Nu finns det en förfining och optimering av plast optiska fibrer med kärna och polimetilmetakrilata vtorpolimermash skal. Den förväntade dämpningen i dem en annan storleksordning lägre än den befintliga. Också, för att förbättra de tekniska indikatorerna började kämpa med out-of-round och koncentriskt fibrer, deras möjliga vändningar, startade processen att välja den optimala strukturen för profilen. Olika tillverkare finns det redan många ändringar av fibern, så för ett korrekt val är det viktigt att känna till dess interna struktur och klassificering.
Strukturen och utformningen av optiska fibrer:
Trots det stora utbudet av befintlig teknik för att skapa en optisk fiber vid tillverkning av artiklar är det möjligt att fördela tre huvudsteg. Den första skapar ett tomt i form av en stapel med önskad profil och brytningsindex. För en sekund sträcker den sig och blir ett skyddande skal. Den tredje (om nödvändigt) på fibern applicera förstärkande och skyddande beläggning (buffert). För att erhålla målets brytningsindex i den optiska fibern vid tillverkningen kan tillsättas olika tillsatser: titan, fosfor, germanium, bor, etc.
Med tanke på de inre kärnans och skalets geometriska dimensioner, och avståndet mellan dem, den mottagna optiska ledaren kan vara enläge (överför bara ett huvudläge) och multiläge (flytta många rumsliga lägen). Optiska fibrer som används för telekommunikation är indelade i följande kategorier:
- kvarts enkelläge;
- kvarts multimod;
- plast och polymer (POF);
- kvarts i skalet av polymerer (HCS).
I enkelmodstrådar små förluster vid kurvor, multiläge optimalt för stora avstånd, polymeren är mer funktionell, kvarts är betydligt billigare. När fiberprofilen har samma brytning över tvärsnittet av den centrala stången, han steg. När brytningen gradvis minskar från mitten av kärnan till skalet blir en profilgradient. Brytning i en graderad indexfiber kan ha en parabolisk, triangulär och trasig struktur. Det finns andra sorter av fibrer, förekommer mindre ofta.
Under ljusvågens rörelse dämpas och sprids de optiska filamenten. Denna strålning upptar det elektromagnetiska spektrumet inom området 100 nm - 1 mm, men i verkligheten, information sänds oftare i det nästan infraröda (760-1600 nm) och synlig (380-760 nm) räckvidd. Området där dämpningen av fönstret med låg transparens. I den nära infraröda tre av dem: 850, 1310 och 1550 nm. De kan variera något för varje typ av fiber, men i dem är det optimalt att sända informationssignaler.
I tekniska nätverk fungerar som strålkällor för optiska kvantlasrar, på små avstånd - lysdioder. Deras smalt fokuserade monokromatiska strålar av koherent strålning skapar ett brett kontinuerligt frekvensspektrum för det elektromagnetiska. Som mottagare som omvandlar den optiska signalen till el använder du p-in och lavin fotodioder. Parametrar för optisk fiber är strikt certifierad av: singelmode-kärnfiber har en diameter av 9 ± 1 pm, multimode fiber - 50, 62.5, 120, 980 ^ m, skalet är 125 ± 1 och 490, 1000 ^ m, respektive.
Single-mode fiber:
Single-mode fiber ger en mer stabil signal och höghastighetsdataöverföring, men de behöver mer kraftfulla och dyra ljuskällor än för motsvarigheter i flera lägen. De är också mycket smala optiska kanaler, vilket ökar komplexiteten i installationen avsevärt, men eliminerar också miodowy varians. Från trådar i enläge, det finns tre underkategorier:
- hastighet med en opartisk varians (SM, SMF) är de vanligaste;
- normal med spridning skiftad (DS, DSF) i riktning mot det tredje transparensfönstret med minsta dämpning tenderar att vara noll;
- standard med icke-noll dispersion skiftad (NZ, NZDS, NZDSF) optimerad för att sända flera våglängder.
Multimode fiber:
Multimode fiber kännetecknas av högsta prestanda överföra uppgifter om korta sträckor, höga hastigheter och bred bandbredd. Det, i motsats till enkelläget, där nästan nådde gränserna för teknik, fortsätter att förbättras. Kärnan har en stor diameter, vilket ger ytterligare brytning, dispersion minskar den förvrängning som sker vid förökning av flera lägen med olika reflekterade vinklar. I slutet, ljuspulserna i sådana trådar under påverkan av ovanstående faktorer omvandlas från rektangulär till klocka.
Väsentliga funktioner och driftsregler:
Bandbredden för optisk fibrer är beroende av dämpningen (förlust) och spridning. Varje minskning av dessa parametrar gör det möjligt att öka avståndet mellan punkterna för den forcerade regenereringen av signalen. Förluster kan kallas som sina egna interna och externa faktorer. Den första är heterogeniteten hos kärnstången (kärna) av produkterna, kännetecknas av dess brytning, självabsorptionen av materialen och deras komponentföroreningar. Det andra inträffar vid vridning, vridning och böjning av trådar.
Därför, de tekniska villkoren strikt reglerade tillämpningsregler, gruppering, och underhåll av fibrer. Överdriven yttre mekanisk påverkan kan orsaka mikrofrakturer och störningar av skalets integritet, och detta kommer att orsaka ojämna inre reflektioner i tråden. Det är också viktigt att övervaka materialets homogenitet i tillverkningsprocessen för glödtråd och enhetlig fördelning av orenheter, kan resonera vid olika frekvenser.
Arbeta med optisk fibrer ställa strikta krav på servicepersonalen. Först och främst är kontakternas renhet och kvaliteten på de nödvändiga anslutningarna. I motsats till populära missuppfattningar, den största utmaningen för optiska fibrer är ofta vätekorrosion. Kontaktoptisk koppling skjuts upp i tid, men redan oåterkalleliga konsekvenser, där tråden förlorar sina egenskaper och blir helt förstörd. Dåliga anslutningsfibrer kan absorbera fukt och samtidigt bli områden som bidrar till ytterligare dämpningsförluster hos den sända signalen.
Fördelar med optiska fibrer:
I dag, alla projekt som använder fiber får intensiv utveckling. För det första, det FOL (FOL), dator nätverk, videoövervakning och åtkomstkontroll, var “optik” har kommit att dominera i alla positioner. De eliminerade praktiskt taget obehörig störning, linjerna kommer inte att brinna, inte oxiderat, inte upplöst, ger högre hastighet och bandbredd vid dataöverföring. De är inte rädda för störningar och elektromagnetiska fält påverkas inte av kortslutningar, släpp inte ut något i miljön.
Användningen av optiska fibrer:
De optiska fibrerna används som sensorer som mäter spänning, temperatur, tryck och andra parametrar. De är kompakta och behöver inte ytterligare stöd, tål höga temperaturer (i jämförelse med halvledarprototyper). De placeras på enheten och utför bågskydd. Baserat på dem är också hydrofoner för seismiska enheter och ekolodsenheter, lasergyroskop för bilar och rymdfarkoster.
Tack vare fiberoptisk interferometriska sensorer fungerar, det styrande magnetiska och elektriska fältet, laboratorieendoskop. De kan ordna täckning i svåra områden, rikta sol- och artificiellt ljus på önskad plats. Till sist, fiber hjälper till att bilda en bild i olika spektralregioner. På denna princip, utvecklat moderna vapen, hjälper till att skapa måldockan till och med storleken på ett hangarfartyg och desorienterande radarövervakning.
Notera: © Foto //www.pexels.com, //Pixabay.com
