Kuinka optinen kuituviestintä toimii ja miksi sitä käytetään nopeaan viestintään

Optinen kuituviestintä on tiedonsiirtomenetelmä, jossa signaali lähetetään valon muodossa ja optista kuitua käytetään väliaineena näiden valosignaalien siirtämiseksi paikasta toiseen. Optisessa kuidussa lähetetty signaali muunnetaan sähköisestä signaalista valoksi ja vastaanottopäässä se muutetaan takaisin valon sähköiseksi signaaliksi. Lähetetyt tiedot voivat olla ääni-, video- tai telemetriatietoja, jotka on tarkoitus lähettää pitkiä matkoja tai lähiverkkojen kautta. Optista kuituviestintää, jolla on hyviä tuloksia pitkän matkan tiedonsiirrossa suurella nopeudella, sitä on käytetty sovelluksena erilaisiin viestintätarkoituksiin.

Kuinka kuituoptinen viestintä toimii?

Optinen kuitu viestintää lähettää signaalin valon muodossa, joka muutetaan ensin valoa sähkösignaaleiksi ja lähetetään, ja sitten päinvastoin tapahtuu vastaanottopuolella.

Tämä prosessi voidaan selittää käyttämällä alla olevaa kaaviota:

Lähettimen puoli:

Lähettimen puolella, jos data on ensin analogista, se lähetetään kooderille tai muunninpiirille, joka muuntaa analogisen signaalin digitaalisiksi pulsseiksi 0,1,0,1… (datan mukaan) ja siirretään valonlähteen lähetinpiiri. Ja jos tulo on digitaalinen, se lähetetään suoraan valonlähteen lähetinpiirin kautta, joka muuntaa signaalin valoaaltojen muodossa.

Optinen kuitukaapeli:

Lähetinpiiriltä valokuitukaapelille vastaanotetut valoaallot välitetään nyt lähdekohdasta määränpäähän ja vastaanotetaan vastaanottolohkossa.

Vastaanottimen puoli:

Nyt vastaanottimen puolella oleva valokenno, joka tunnetaan myös nimellä valonilmaisin, vastaanottaa valoaallot valokaapelista, vahvistaa sen vahvistimen avulla ja muuntaa sen oikeaan digitaaliseen signaaliin. Jos lähtölähde on digitaalinen, signaalia ei muuteta enempää ja jos lähde tarvitsee analogista signaalia, digitaaliset pulssit muunnetaan sitten takaisin analogiseksi signaaliksi dekooderipiirin avulla.

Koko prosessi, jolla sähköinen signaali lähetetään yhdestä pisteestä toiseen muuntamalla se valoksi ja käyttämällä valokaapelia lähetyslähteenä, tunnetaan nimellä optinen kuituviestintä.

Miksi kuitua käytetään?

Kuitulangat ovat korvanneet kuparilangan siirtokaapelina, koska sillä on enemmän etuja kuin sähkökaapeleilla.

Suuri siirtokapasiteetti : Yksi piidioksidikuitu voi kuljettaa satoja tuhansia puhelinkanavia hyödyntäen vain pienen osan teoreettisesta kapasiteetista.
Pienet menetykset : Noin 0,2 dB / km: n signaali menetetään nykyaikaisissa yksimoodisissa piidioksidikuiduissa, jotta useita kymmeniä kilometrejä voidaan silloittaa vahvistamatta signaaleja.
Helppo vahvistaminen : Suuri määrä kanavia voidaan vahvistaa uudelleen yhdellä kuituvahvistimella, jos sitä tarvitaan erittäin suurille lähetysmatkoille.
Alhaiset kustannukset : Mahdollisen valtavan siirtonopeuden vuoksi kuljetettua bittiä koskevat kustannukset voivat olla erittäin alhaiset.
Kevyt paino: Sähkökaapeleihin verrattuna kuituoptiset kaapelit ovat erittäin kevyitä.
Ei häiriöitä: Valokuitujohdot ovat immuuneja sähkökaapeleiden aiheuttamille ongelmille, kuten maadoituspiireille tai sähkömagneettisille häiriöille (EMI).

Syyt selittävät selvästi, että kuituoptiset kaapelit ovat paljon parempia kuin koaksiaaliset kuparikaapelit, ja siksi kuituoptiset kaapelit ovat parempia kuin yleiset siirtovälineet.

Miksi valo ja ei sähkö?

Valoa tai laservaloa (täsmällisesti) käytetään optisen kuidun viestintään johtuen siitä syystä, että laservalo on yhden aallonpituuden valonlähde. Vaikka muilla valosignaaleilla, kuten auringonvalolla tai hehkulampulla, on paljon valon aallonpituuksia, ja seurauksena, jos niitä käytetään viestintään, ne tuottavat säteen, joka on hyvin vähemmän tehokas, ja toisaalta, laserilla, jolla on yksi säde, tuloksena on tehokkaampi säde ulostulona.

Joten, vähemmän hajaantumista, lähettämällä enemmän signaaleja ja kuluttamalla vähemmän aikaa, valo on hyvä lähde viestintään.

Kuituoptiikkaviestinnän ominaisuudet

Valokuituliikenteessä valoa käytetään signaalina, joka välittyy valokaapelin sisällä. Tällä viestintätavalla on ominaisuuksia, joista on keskusteltava, ja se tekee siitä hyvän viestintätavan.

Kaistanleveys - Yksi laservalodispersio tarkoittaa, että hyvä määrä signaalia voidaan lähettää (tietoa siirretään bitteinä) sekunnissa, mikä johtaa suureen kaistanleveyteen pitkillä etäisyyksillä.
Pienempi halkaisija - Optisen kuitukaapelin halkaisija on noin 300 mikrometriä.
Kevyt - Optisen kuitukaapelin paino on kevyt kuparikaapeliin verrattuna.
Pitkän matkan signaalilähetys - Koska laservalo ei leviä, se voidaan helposti siirtää pitkiä matkoja.
Matala vaimennus - Kuitu on valmistettu lasista ja laser kulkee sen läpi, lähetetyllä signaalilla on vain 0,2 dB / km menetys.
Siirtoturvallisuus - Optinen salaus ja sähkömagneettisen signaalin puuttuminen tekevät tiedoista turvallisia optisen kuidun kautta.

Optisen kuidun sovellukset

Valokuituliikennettä käytetään pääasiassa tietoliikenneteollisuudessa, joka käyttää optista kuitua seuraaviin tarkoituksiin:

Puhelinsignaalien lähetys.
Internet-viestintä.
Kaapelitelevisio Signaalin siirto.

Sen lisäksi optista kuitua käytetään nykyään kaikkialla kodeissa, teollisuudessa, toimistoissa pitkän matkan sekä pienen etäyhteyden käyttöön.

Opoottisen kuidun vaikutus esineiden internetiin (esineiden internet)

Kuituoptiikkaviestinnällä on suuri vaikutus IOT: iin, ja nämä luetellut asiat selittävät sinulle, kuinka IOT vaatisi kuituoptiikkaa.

Nopea tiedonsiirtoväline - Tulevaisuus on IOT, ja kaikki laitteemme ja asiamme yhdistetään Internetiin, joka tarvitsee hyvää viestintää ja suurta nopeutta. Ainoa siirtoväline, joka tukee tällaista vaatimusta, on optinen kuitu. Tulevaisuuden tarpeet IOT ja IOT tarvitsevat optisen kuidun parhaan viestinnän saavuttamiseksi, mikä voi auttaa saavuttamaan langattoman tiedonsiirtonopeuden jopa 100 Gbps nopeudella, jolloin viestintä ja suurikokoinen tiedonsiirto tapahtuu sekunneissa.
Tietoturva - IoT: n turvallisuus on suurin huolenaihe, kun ajattelemme, kuinka paljon dataa siirretään miljardien laitteiden välillä, jotka on kytketty yhteen. Tietojen hakkerointi viestintävälineistä on mahdollista, ellei se ole optista kuitua. Optisia kuituja on erittäin vaikea hakata, ja niiden hakkerointi ilman havaitsemista on kuin mahdotonta. Joten jälleen kerran, optinen kuitu voi auttaa suojaamaan tietoja ja siirtämään niitä erittäin suurella nopeudella.
Ei tietojen häviämistä häiriöiden takia - Optiset kuitukaapelit voidaan asentaa mihin tahansa (jopa veden alle tai korkean lämpötilan alueille), eikä niissä ole sähkömagneettisia häiriöitä, jotka eivät aiheuta tietojen menetystä häiriöiden vuoksi.