- Как работи оптичната комуникация?
- Защо се използва Fiber?
- Защо светлина, а не електричество?
- Характеристики на оптичната комуникация
- Приложения на оптични влакна
- Въздействие на опорни влакна върху IoT (Интернет на нещата)
Комуникацията с оптични влакна е методът на комуникация, при който сигналът се предава под формата на светлина, а оптичното влакно се използва като среда за предаване на този светлинен сигнал от едно място на друго. Сигналът, предаван в оптичните влакна, се преобразува от електрическия сигнал в светлина и в приемащия край се преобразува обратно в електрическия сигнал от светлината. Изпратените данни могат да бъдат под формата на аудио, видео или телеметрични данни, които трябва да бъдат изпратени на дълги разстояния или през локални мрежи. Комуникацията с оптични влакна, имаща добри резултати при пренос на данни на дълги разстояния с висока скорост, е използвана като приложение за различни комуникационни цели.
Как работи оптичната комуникация?
Процесът на комуникация с оптични влакна предава сигнал под формата на светлина, който първо се преобразува в светлина от електрически сигнали и се предава, а след това обратно се получава от приемащата страна.
Този процес може да бъде обяснен с помощта на диаграма, както е показано по-долу:
Страна на предавателя:
От страна на предавателя, първо, ако данните са аналогови, те се изпращат към кодер или конверторна верига, която преобразува аналоговия сигнал в цифрови импулси от 0,1,0,1… (в зависимост от това как са данните) и се предава през верига на предавател на светлинен източник. И ако входът е цифров, тогава той се изпраща директно през веригата на предавателя на светлинния източник, която преобразува сигнала под формата на светлинни вълни.
Оптичен кабел:
Светлинните вълни, получени от предавателната верига към оптичния кабел, сега се предават от местоположението на източника до местоназначението и се приемат в приемния блок.
Страна на приемника:
Сега от страна на приемника фотоклетката, известна също като светлинния детектор, приема светлинните вълни от оптичния кабел, усилва я с помощта на усилвателя и я преобразува в правилния цифров сигнал. Сега, ако изходният източник е цифров, тогава сигналът не се променя допълнително и ако изходният източник се нуждае от аналогов сигнал, тогава цифровите импулси се преобразуват обратно в аналогов сигнал с помощта на схемата на декодера.
Целият процес на предаване на електрически сигнал от една точка до друга чрез преобразуване в светлина и използване на оптичен кабел като източник на предаване е известен като оптична комуникация с влакна.
Защо се използва Fiber?
Влакната са заменили медната жица като преносен кабел, тъй като има повече предимства от електрическите кабели.
- Голям капацитет на предаване : Едно силициево влакно може да носи стотици хиляди телефонни канали, използвайки само малка част от теоретичния капацитет.
- Малки загуби : Приблизително 0.2 dB / km сигнал се губи за съвременните едномодови силициеви влакна, така че много десетки километри могат да бъдат преодолени без усилване на сигналите.
- Лесно усилване : Голям брой канали могат да бъдат повторно усилени в усилвател с едно влакно, ако е необходимо за много големи разстояния на предаване.
- Ниска цена : Поради постижимата огромна скорост на предаване, цената на транспортиран бит може да бъде изключително ниска.
- Леко тегло: В сравнение с електрическите кабели, оптичните кабели са много леки.
- Без смущения: Оптичните кабели са имунизирани срещу проблеми, възникващи с електрически кабели, като заземяващи контури или електромагнитни смущения (EMI).
Причините ясно обясняват, че оптичните кабели са далеч по-добри от коаксиалните медни кабели и затова оптичните кабели са предпочитани пред конвенционалните среди за предаване.
Защо светлина, а не електричество?
Светлината или лазерната светлина (за да бъдем точни) се използва за комуникация с оптични влакна поради причината, че лазерната светлина е светлинен източник с една дължина на вълната. Докато другите светлинни сигнали като слънчева светлина или крушка имат много дължини на вълната на светлината и в резултат на това, ако се използват за комуникация, те биха произвели лъч, който е много по-малко мощен, а от друга страна, лазерът с един лъч би довел до по-мощен лъч като изход.
Така че, по- малко дисперсия, предаването на по-голям брой сигнали и консумирането на по-малко време прави светлината добър източник за комуникация.
Характеристики на оптичната комуникация
В комуникацията с оптични влакна светлината се използва като сигнал, който се предава вътре в кабела на оптичните влакна. Този начин на комуникация има характеристики, които са важни за обсъждане и го прави добър начин на комуникация.
- Широчина на честотната лента - единична лазерна дисперсия на светлината означава, че може да се предаде добро количество сигнал (информацията се предава в битове) в секунда, което води до голяма честотна лента на дълги разстояния.
- По-малък диаметър - Диаметърът на кабела с оптични влакна е около 300 микрометра в диаметър.
- Леко - Кабелът с оптични влакна е с малко тегло в сравнение с медния кабел.
- Предаване на сигнал на дълги разстояния - Тъй като лазерната светлина не се разпръсква, тя може лесно да се предава на големи разстояния.
- Ниско затихване - Влакното е направено от стъкло и през него се движи лазер, предаваният сигнал има само 0,2 dB / km загуба.
- Защита на предаването - Оптичното криптиране и липсата на електромагнитен сигнал правят данните защитени по оптични влакна.
Приложения на оптични влакна
Комуникацията с оптични влакна се използва главно в телекомуникационната индустрия, която използва оптичните влакна за:
- Предаване на телефонни сигнали.
- Интернет комуникация.
- Кабелна телевизия Предаване на сигнала.
Освен него, оптичните влакна в наши дни се използват навсякъде в домове, индустрии, офиси за дълги разстояния, както и за комуникация на малки разстояния.
Въздействие на опорни влакна върху IoT (Интернет на нещата)
Комуникацията за оптична оптика ще има голямо въздействие върху IOT и тези изброени неща ще ви обяснят как IOT ще изисква Fiber Optics.
- Медия за бързо предаване - Бъдещето ще бъде IOT и всички наши устройства и неща ще бъдат свързани с интернет, който се нуждае от добра комуникация и висока скорост. Единственият носител за предаване, който поддържа подобно изискване, е Optical Fiber. Бъдещето се нуждае от IOT и IOT се нуждаят от оптични влакна за най-добра комуникация, които биха могли да помогнат за достигане на скорост на безжични данни до 100 Gbps скорост, осъществявайки комуникации и голям обмен на данни за секунди.
- Сигурност на данните - Сигурността в IoT е основната грижа, когато мислим за голямо количество данни, които трябва да се прехвърлят между милиарди устройства, свързани заедно. Хакването на данни от комуникационния носител е възможно, освен ако не е оптично влакно. Оптичните влакна са много трудни за хакване и хакването им, без да бъдат открити, е почти невъзможно. Така че отново, оптично влакно може да помогне за защитата на данните и да ги прехвърли с много висока скорост.
- Без загуба на данни поради смущения - Кабелите с оптични влакна могат да бъдат инсталирани навсякъде (дори под вода или в зони с висока температура) и нямат никакви електромагнитни смущения, водещи до загуба на данни поради смущения.