Оптоволоконная цепь:руководство для начинающих по системе связи

Настройка оптоволокна

Источник:Викисклад

В прошлом электрические кабели были основным, пока людям не понадобилась высокая пропускная способность на большом расстоянии. К сожалению, электрические кабели не соответствовали критериям. Следовательно, ему требовалась более эффективная замена. И появилось оптоволокно. Интересно, что вы можете положиться на оптоволокно для передачи больших объемов данных на чрезвычайно высоких скоростях. Поэтому неудивительно, что вы найдете его в большинстве интернет-кабелей. Но у технологии есть некоторые недостатки, такие как сбой оптоволоконных цепей, которым можно пренебречь, особенно для многоволоконных массивов высокой плотности.

Хотите узнать больше? Вы обратились по адресу, потому что мы еще поговорим о компактных, постоянно имплантируемых массивах оптоволоконных цепей высокой плотности.

Давайте продолжим!

Что такое оптоволоконный канал?

Волоконная оптика по-разному использует одну и ту же идею движения информации. Например, у телефона есть проводной кабель.

Оптоволоконная цепь

Источник:Викисклад

Следовательно, волоконная цепь — это путь, по которому электроны путешествуют с информацией. И эти электроны движутся к разным электрическим устройствам. Кроме того, он поставляется со светом, который действует как носитель информации. И этот свет распространяется за счет полного внутреннего отражения по прозрачному оптическому волноводу.

Следовательно, кабель передает звук в розетку в стене, когда вы говорите в устройство. Кроме того, у него нет поведенческих нарушений. Следовательно, другая линия переместит звук на местную телефонную станцию ​​и, вероятно, столкнется с первоначальным сбоем из-за перегрузки.

Но мобильный телефон, с другой стороны, работает по-другому. Устройство работает, передавая и получая информацию с помощью непобедимых радиоволн и крупномасштабной нейронной динамики. Итак, это происходит потому, что сотовые телефоны не используют кабели.

Типы оптических волокон

Теперь вы немного знаете о волоконной оптике; важно понимать, что они передают сигналы в разных режимах с дополнительными гарантиями. Метод относится к тому, как световой луч проходит по волокну.

Таким образом, сигналы могут отражаться по волокну под разными углами, идти прямо к середине волокна или отражаться по волокну под небольшим углом.

При этом у нас есть два основных типа оптоволоконных кабелей:

Одномодовое волокно

Это волокно имеет малый диаметр сердцевины стекловолокна. Таким образом, он идеально подходит для дальних поездок. Кроме того, это снижает ваши шансы на снижение мощности сигнала. И все благодаря маленькому диаметру.

Кроме того, маленькое отверстие одномодового волокна помогает разделить свет на один пучок. Следовательно, кабель обеспечивает более прямой маршрут. В одномодовом волокне используется источник лазерного излучения, и оно имеет высокую пропускную способность.

Кроме того, это волокно нуждается в точном расчете, чтобы генерировать лазерный свет в его маленьком отверстии. Следовательно, это дороже.

Многомодовое волокно

Многомодовое волокно является противоположностью одномодового волокна. Таким образом, он имеет большое отверстие в сердцевине, которое позволяет световым сигналам отражаться и отражаться по мере прохождения по волокну.

А благодаря большому диаметру волокно может посылать по кабелю сразу несколько световых импульсов. Следовательно, у вас будет больше передачи данных.

Кроме того, это означает, что вы можете столкнуться с потерей сигнала и помехами. Кроме того, в многомодовом волокне для генерации светового импульса используется светодиод, и оно дешевле, чем одномодовое волокно.

Как работает оптоволоконный канал?

Оптоволоконная цепь работает, перемещая информацию в фотонах или световых частицах, которые вибрируют по оптоволоконному кабелю.

Тем не менее, важно отметить, что оболочка и стекловолокно имеют разные показатели преломления. Следовательно, сердцевина и оболочка преломляют входящий свет под определенным углом.

Таким образом, когда световые сигналы проходят по оптоволокну, они испытывают полное внутреннее отражение. Всесторонний внутренний обзор происходит, когда световые сигналы отражаются от жилы (центральной части кабеля) и оболочки (слоя стекла, покрывающего внешнюю часть жилы).

И это обычно происходит в последовательности зигзагообразных отскоков. Кроме того, полное внутреннее отражение является одним из факторов, гарантирующих, что свет останется в трубе.

Но сигналы, как правило, распространяются на 30% медленнее скорости света из-за более плотных слоев стекла. Кроме того, если вы хотите усиливать сигнал на протяжении всего пути, используйте ретрансляторы через определенные промежутки времени.

Зачем нужны повторители? Они помогают регенерировать оптические сигналы. И они делают это, заменяя визуальный сигнал электрическим сигналом. Затем повторитель обрабатывает его и ретранслирует электрический сигнал в оптический.

Оптоволоконная цепь:приложения

Волоконная оптика работает, передавая данные, закодированные в луче модулятора света, а также пригодится для сетевой модуляции. Затем информация движется по трубе (пластиковой или стеклянной). Идея этого дизайна возникла в 1950-х годах.

Идея заключалась в эффективности соединения, эндоскопах и эффективных решетчатых соединителях. Кроме того, это помогло врачам увидеть человеческое тело изнутри, используя многоволоконную фотометрию, не разрезая его.

Итак, инженерам идея понравилась, и они использовали ту же технологию для перемещения телефонных звонков со скоростью света. Вскоре эту технологию приняла Федеральная комиссия по связи (FCC). При этом оптоволоконный кабель состоит из оптических волокон (тонких пластиковых или стеклянных жил).

Кроме того, каждое из волокон относительно тонкое и может передавать более 25 000 телефонных звонков. Следовательно, весь кабель может легко передать несколько миллионов вызовов. Таким образом, оптоволоконные кабели используют световую технологию для передачи информации между двумя местами.

Схема оптоволокна

Проектирование оптоволоконных схем

Источник:Researchgate c/p Richard Cole

Схема состоит из двух важных частей, которые мы обсудим отдельно:схемы передатчика и приемника.

Схема оптоволоконного передатчика

Вот компоненты, необходимые для создания недорогой оптоволоконной схемы передатчика:

Аккумулятор

• Дело
• Разъем SK1 3,5 мм
• Печатная плата

Полупроводники

• D1 (светодиод)
• IC1 (NE555)
• IC2 (1458C)
• Tr1 (BC141)

Конденсаторы

• C1 (220 м, 10 В, выборочный)
• C2 (керамическая пластина 390 пФ)
• C3 (1U, 63 В, выборочный)
• C4 (керамическая пластина 330p)
• C5 (полиэфирный слой 4n7)
• C6 (полиэфирный слой 3n3)
• C7 (полиэфирный слой 470n)

Резисторы (все 1/4 Вт, 5%)

• R1 (47R)
• R2 (4k7)
• R3 (47 КБ)
• R4 (10 тыс.)
• R5 (10 тыс.)
• R6 (10 тыс.)
• R7 (100 тыс.)
• R8 (100 тыс.)

Поскольку ваша микросхема IC1 — NE555, вы должны ожидать приличную производительность. Кроме того, вы можете управлять частотой, присоединив входной сигнал к контакту 5 микросхемы.

И контакт соединяется с делителем напряжения. Тем не менее, вам необходимо настроить делитель напряжения для создания пределов переключения 2/3 В+ и 1/3 В+ для NE555.

Кроме того, очень важно увеличить или уменьшить верхний предел. Таким образом, вы можете увеличить или уменьшить время, необходимое C2 для переключения между двумя диапазонами. Поскольку TR1 обеспечивает высокий управляющий ток, который идеально освещает D1 (светодиод), вы должны подключить его как буферный каскад эмиттерного повторителя.

Кроме того, помимо IC1 с приличным током 200 мА для D1, вам нужен отдельно управляемый драйвер для вашего светодиода. И это поможет вам точно и надежно получить предпочитаемый ток светодиода.

Кроме того, установите резистор R1, чтобы зафиксировать ток светодиода, который составляет около 40 мА. Пока вы это делаете, обратите внимание, что светодиод может работать только с 50% (20 мА) от фактического номинала. И это происходит потому, что светодиод включается/выключается с частотой 50%.

Кроме того, при необходимости вы можете отрегулировать значение резистора R1, чтобы увеличить или уменьшить выходной ток.

Схема оптоволоконного приемника

Компоненты, необходимые для схемы приемника и фильтра:

• Провод
• SK1 25-контактный D-коннектор
• Печатная плата
• Дело

Полупроводники

• TR1, TR2 BC549 (2 шт.)
• D1
• IC1 (4001BE)
• IC2 (1458C)
• IC3 (CA3140E)

Конденсаторы

• C1 (100 м, 10 В, электролитический)
• C2 (полиэстер 2n2)
• C3 (полиэстер 2n2)
• C4 (керамика 390p)
• C5 (1 м, 63 В, электролитический)
• C6 (полиэстер 3n3)
• C7 (полиэстер 4n7)
• C8 (керамика 330 пФ)
• C9 (полиэстер 3n3)
• C10 (полиэстер 4n7)

Резисторы

• R1 (22 тыс.)
• R2 (2M2)
• R3 (10 тыс.)
• Р4 (470Р)
• R5 (1M2)
• R6 (4k7)
• R7 (22 тыс.)
• R8 (47 КБ)
• R9 (47 КБ)
• 10–15 рублей 10 000 (скидка 6)

Волоконно-оптический приемник находится над фильтром. И это выход приемника, который соединяется со входом схемы фильтра.

D1 создает детекторный диод. И он работает в настройке обратного смещения. Следовательно, сопротивление утечки формирует эффект LDR.

R1, с другой стороны, ведет себя как нагрузочный резистор. Кроме того, C2 формирует связь между двумя точками:каскадом детектора и входным усилителем. В результате получится двухкаскадная емкостно-связанная сеть. И две локации будут работать одновременно в режиме с общим эмиттером.

Можно запустить моностабильный мультивибратор, если обеспечить эффективное колебание высокого входного напряжения на полупроводнике (TR2).

И это позволит получить превосходный общий коэффициент усиления по напряжению (> 80 дБ). Стадия фильтрации строится около 1458°C (a/b). Кроме того, это 18 дБ на октаву (2/3 ^rd порядок) система фильтров с деталями, обычно используемыми в схемах передатчика.

Плюсы оптоволокна

• Вы можете погружать оптоволокно в воду.
• Он может поддерживать высокую пропускную способность.
• Кабели легкие, тонкие и прочные.
• Не требуется усиление сигнала, чтобы свет мог распространяться дальше.
• Оптоволокно не требует частого обслуживания или замены.
• Менее подвержен электромагнитным помехам.

Минусы оптоволокна

• Это довольно дорого
• Установка трудоемка
• Кабели хрупкие.
• Стекловолокно нуждается в дополнительной защите.

Заключительные слова

Волоконная цепь играет жизненно важную роль в волоконной оптике в целом. И большинство людей предпочитают оптоволоконные кабели медным. И это неудивительно, учитывая, что первые обладают такими преимуществами, как высокая скорость передачи, пропускная способность и т. д. Кроме того, они идеально подходят для высокопроизводительных сетей передачи данных и на большие расстояния.

Что вы думаете о оптоволокне? У вас есть вопросы или предложения по теме? Пожалуйста, свяжитесь с нами.