Grunnuppbygging sjóntrefja
Ljósleiðar samanstendur af þremur lögum:
Kjarni: Miðlagið úr háhyggju kísil (dópað með þætti eins og germanium). Það er með mjög lítinn þvermál (8-10 μm fyrir stakan trefjar, 50-62.
Klæðning: Umkringir kjarna, úr efni með lægri ljósbrotsvísitölu en kjarninn. Þetta tryggir að ljós breiðist út með heildar innri íhugun.
Verndunarhúð: ytra fjölliða lag til að koma í veg fyrir líkamlegt tjón og truflun á umhverfinu.
Grunnregla: Algjör innri íhugun
Andstæða vísitölu: Hærri ljósbrotsvísitala kjarnans samanborið við klæðninguna veldur því að ljós gangast undir heildar innri speglun við kjarnaklæðningamörkin þegar atvik voru í hornum sem eru meiri en mikilvægu hornið.
Ljósútbreiðsla: Ljósmerki ferðast um kjarnann með stöðugri heildar innri endurspeglun, eftir sikksakk slóð (fjölstillingartrefjar) eða nærri bein leið (eins stillingar trefjar).
Skref upplýsingaflutnings
Umbreyting rafmagnsmerkja í sjónmerki:
Við sendinn breytir A ** leysir díóða (LD) ** eða ljósdíóða (LED) rafmagnsmerki í sjónpúls (ljós „ON/OFF“ eða bylgjulengdarbreytingar tákna tvöfaldur „1s“ og „0 s“).
Sýning á sjónmerkjum:
Ljós púls breiðast út í gegnum trefjarnar. Mismunur á ljósbrotsvísitölu milli kjarna og klæðningar takmarkar merkið við kjarna, jafnvel þegar trefjarnir eru beygðir.
Merki hríð/mögnun:
Fyrir sendingu á langri fjarlægð, ** erbium-dópaðir trefjar magnara (EDFAS) ** magna sjónmerki beint án þess að breyta þeim í rafmagnsmerki og lágmarka leynd.
Optical-to-Electrical Signal Conversion:
Hjá móttakaranum breytir ** ljósneminn ** (td pinna díóða, snjóflóð ljósnúmer) ljós aftur í rafmagnsmerki, sem síðan eru afkóðaðar í upprunaleg gögn.
.
Trefjar tegundir og afköst
Eins háttar trefjar (SMF):
- Ultra-þunnur kjarni (8-10 μm), sem leyfir aðeins einn ljósútbreiðslustillingu.
- Advantages: Long-distance transmission (>100 km), hátt bandbreidd. Notað í burðarásum (td undirstrengir).
Margstillingar trefjar (MMF):
- Þykkari kjarni (50-62. 5μm), styðja margar ljósastillingar.
- Gallar: Modal dreifingar takmarkar flutningsfjarlægð (<2 km). Ideal for local networks (e.g., LANs).
Kostir ljósleiðara
Extreme Bandbreidd: Fræðilegur hraði allt að hundruð TBP (með því að nota margfeldi bylgjulengdar skiptingu).
Lítil demping: Nútíma trefjar sýna tap allt að 0. 2 dB/km, sem gerir kleift að senda yfir þúsundir kílómetra án endurtekninga.
Friðhelgi fyrir EMI: óákveðinn af rafsegultruflunum, hentugur fyrir harkalegt umhverfi (td raforkukerfi, sjúkrahús).
Samningur og öruggur: Léttur, smærri og enginn rafsegulgeislun leka.
Tæknilegar áskoranir
Dreifing: Vísbending um merki vegna mismunandi hraða ljósbylgjulengda/stillinga (leyst með dreifingu-samsöfnun trefja eða DSP).
Ólínuleg áhrif: Merki með háum krafti örva dreifingu/fjögurra bylgjublöndun, sem krefst nákvæmrar aflstýringar.
Beygjutap: óhófleg beygja veldur léttum leka; Halda þarf lágmarks beygju radíus við uppsetningu.
Forrit
Telecom net: Internet Backbones, 5G Base Station tenglar, samtengingar gagnavers.
Heilbrigðisþjónusta: Endoscopic Imaging, Laser Surgery.
Iðnaðar: ljósleiðaraskynjarar (hitastig, þrýstingur), trefjar leysir.
Yfirlit
Ljósleiðni senda upplýsingar með því að takmarka ljósmerki innan kjarna með heildar innri íhugun. Með því að nýta há tíðni ljóss, gera þau kleift að vera mjög hratt, langdræg og lágt tap. Lykil tækni felur í sér ljós mótun, heildarspeglun, sjónmögnun og dreifingarstjórnun, sem gerir ljósleiðara að burðarás nútíma alþjóðlegra samskiptakerfa.