Kawruh dhasar serat optik

Penemuan serat optik wis nggawa revolusi ing lapangan komunikasi. Yen ora ana serat optik kanggo nyedhiyakake saluran kecepatan dhuwur kanthi dhuwur, Internet mung bisa tetep ing tahap teoritis. Yen abad kaping-20 yaiku jaman listrik, mula abad kaping-21 yaiku era cahya. Kepiye lampu sing nggayuh komunikasi? Ayo sinau kawruh dhasar babagan komunikasi optik bebarengan karo editor ing ngisor iki.

Bagean 1. Kawruh dhasar panyebaran cahya

Ngerteni gelombang cahya
Gelombang cahya iku sejatine gelombang elektromagnetik, lan ing papan gratis, gelombang lan frekuensi gelombang elektromagnetik ora proporsional. Produk loro padha karo kacepetan cahya, yaiku:

Atur gelombang gelombang utawa frekuensi gelombang elektromagnetik supaya bisa nggunakake spektrum elektromagnetik. Miturut gelombang utawa frekuensi sing beda-beda, gelombang elektromagnetik bisa dipérang dadi wilayah radiasi, wilayah ultraviolet, wilayah infravelolet, wilayah infrain, wilayah inframer, wilayah gelombang radio, lan wilayah gelombang, lan wilayah gelombang, lan wilayah gelombang, lan wilayah gelombang, lan wilayah gelombang, lan wilayah gelombang, lan wilayah gelombang, lan wilayah gelombang, lan wilayah gelombang, lan wilayah gelombang, lan wilayah gelombang, lan wilayah gelombang, lan wilayah gelombang, lan wilayah gelombang, lan wilayah gelombang, lan wilayah gelombang, lan wilayah gelombang, lan wilayah gelombang, Pita sing digunakake kanggo komunikasi utamane wilayah inframerah, wilayah gelombang mikro, lan wilayah gelombang radio. Gambar ing ngisor iki bakal mbantu sampeyan ngerteni babagan media komunikasi band lan media panyebaran sing cocog ing sawetara menit.

Protagonis artikel iki, "Komunikasi serat optik," nggunakake gelombang lampu ing band inframerah. Nalika tekan wektu iki, wong bisa uga mikir kenapa kudu ana ing band inframerah? Masalah iki ana gandhengane karo panularan optik bahan serat optik, yaiku kaca silika. Sabanjure, kita kudu ngerti kepiye serat optik ngirim cahya.

Refleksi, refleksi, lan total bayangan cahya

Yen cahya dipancar saka siji bahan kanggo liyane, refleksi lan refleksi dumadi ing antarmuka ing antarane kaloro zat, lan suduté refraksi mundhak kanthi sudut kasebut. Kaya sing ditampilake ing tokoh → → ②. Nalika sudut sing kedadeyan utawa ngluwihi sudut tartamtu, lampu sing ditindhes ilang lan kabeh kedadeyan kedadeyan dibayangke maneh, yaiku total bayangan cahya, kaya sing ditampilake ing → → ing angka ing ngisor iki.

Bahan sing beda-beda duwe indeks reflek sing beda-beda, saéngga kecepatan panyebaran cahya beda-beda ing media sing beda. Indeks biasan kasebut diwakili dening N, N = C / V, ing ngendi c, c minangka kecepatan ing vakum lan v minangka kecepatan panyebaran ing medium. Medium kanthi indeks biasan sing luwih dhuwur diarani medium sing ora pati cetho, dene medium kanthi indeks reflektif sing luwih murah diarani medium sing cacat. Kaloro kahanan kanggo refleksi total yaiku:
1. Transmisi saka medium sing cacat optik kanggo medium sing ora jelas
2 .. KONSIDEN INGGRIS INGGRIS INGGRIS MUNGGUH UTAWA INGGRIS INGKANG KRITIKAL RESCLCONS
Kanggo ngindhari bocor sinyal optik lan nyuda kerugian transmisi, transmisi optik ing serat optik ana ing kahanan refleksi total.

Part 2. Pambuka kanggo media panyebaran optik (serat optik)

Struktur optik serat

Kanthi kawruh dhasar babagan panyebaran cahya total, gampang dimangerteni desain struktur serat optik. Serat serat optik dibagi dadi telung lapisan: Lapisan pisanan yaiku inti, sing ana ing tengah serat lan dumadi ing tengah serat lan dumadi saka siliksi siliksi dhuwur, uga dikenal minangka kaca. Diameter diamis umume umume 9-10 micro (mode siji), 50 utawa 62,525 mikron (multi-mode). Intine serat duwe indeks refleksi sing dhuwur lan digunakake kanggo ngirim cahya. Cladding lapisan kapindho: sing ana ing sekitar inti serat, uga dumadi saka kaca silika (kanthi diameteripun umume 125 mikron). Indeks refleksi saka cladding kurang, mbentuk kahanan refleksi total kanthi inti serat. Lapisan lapisan katelu: Lapisan njaba yaiku lapisan resin sing dikuatake. Bahan lapisan perlindungan nduweni kekuatan sing dhuwur lan bisa nahan pengaruh gedhe, nglindhungi serat optik saka banyu erosi lan abrasi mekanik.

Kerugian transmisi optik

Kerugian transmisi serat optik minangka faktor sing penting banget sing mengaruhi kualitas komunikasi optik serat. Faktor utama sing nyebabake atenuasi sinyal optik kalebu penyerapan bahan, mundhut sing nyebar sajrone transmisi, lan kerugian liyane sing disebabake dening faktor, komprèsi, lan rugi dock.

Dawane gelombang cahya beda, lan kerugian transmisi ing serat optik uga beda. Supaya bisa nyilikake kerugian lan mesthekake efek transmisi, para ilmuwan wis setya nemokake cahya sing paling cocog. Cahya ing sawetara gelombang gelombang panjang 1260nm ~ 1360nm duwe distorsi sinyal sing paling cilik sing disebabake panyebaran sinyal sing paling cilik sing disebabake panyebaran sinyal sing paling cilik sing disebabake panyebaran sinyal sing paling cilik sing disebabake dening penyebaran lan kerugian penyerapan paling murah. Ing dina wiwitan, kisaran gelombang gelombang iki diadopsi minangka pita komunikasi optik. Mengko, sawise sawetara eksplorasi lan praktik, para ahli mboko sithik ngrangkul rangking gelombang raos (1260nm ~ 1625NM), sing paling cocog kanggo transmisi ing serat optik. Dadi gelombang cahya sing digunakake ing komunikasi optik serat umume ana ing band inframerah.

Klasifikasi serat optik

Serat optik multimode: ngirim macem-macem mode, nanging penyebaran inter modal sing gedhe-gedhe mbatesi frekuensi transital digital, lan watesan iki dadi luwih abot karo jarak transmisi. Mula, jarak transmisi optik serat Multimode cukup cendhak, biasane mung sawetara kilometer.
Serat mode siji: kanthi diameter serat sing cilik banget, mung siji mode bisa ditularake, sing cocog kanggo komunikasi sing adoh.

Part 3. Prinsip kerja sistem komunikasi optik serat

Sistem Komunikasi Serat Optik

Produk komunikasi sing umum digunakake, kayata ponsel lan komputer, ngirim informasi ing bentuk sinyal listrik. Nalika nindakake komunikasi optik, langkah pertama yaiku ngonversi sinyal listrik dadi sinyal optik, ngirimake sinyal optik, banjur ngowahi sinyal optik dadi sinyal listrik kanggo nggayuh tujuan informasi. Sistem komunikasi optik dhasar kalebu pemancar optik, panrima optik, lan sirkuit serat kanggo ngirim cahya. Supaya njamin kualitas transmisi jarak jarak jauh lan nambah bandwidth transmisi, pangisi optik lan multipliker umume digunakake.

Ing ngisor iki minangka introduksi ringkes kanggo prinsip kerja saben komponen ing sistem komunikasi serat.

Pemancar Optik:Ngonversi sinyal listrik dadi sinyal optik, utamane dumadi saka modulator sinyal lan sumber cahya.

Multiplexer Signal:Pasangan sifat operator optik macem-macem dawane menyang serat optik sing padha kanggo transmisi, entuk efek kapasitas panguburan.

Repeater Optik:Sajrone transmisi, gelombang lan intensitas sinyal bakal rusak, saengga bisa mulihake gelombang menyang gelombang rapi sinyal asli lan nambah intensitas cahya.

Signal Demulultiplexer:Decompose: sinyal mullay ing sinyal individu sing asli.

Panampa Optik:Ngonversi sinyal optik sing ditampa dadi sinyal listrik, utamane saka fotoletector lan demodulator.

Bagean 4. Keuntungan lan aplikasi Komunikasi Optik

Keuntungan Komunikasi Optik:

1. Jarak Relay Long, Ekonomis lan Energi
Nganggep transmisi 10 Gbps (10 milyar 0 utawa 1 Sinyal per detik) informasi, yen komunikasi listrik digunakake, sinyal kudu dibalekake lan diatur saben atus meter. Dibandhingake karo iki, nggunakake komunikasi optik bisa entuk relay saka luwih saka 100 kilometer. Sing luwih sithik sinyal wis diatur, murah regane. Ing tangan liyane, materi serat optik yaiku silikida dioksida, sing duwe cadangan sing akeh banget lan biaya murah tinimbang kawat tembaga. Mula, komunikasi optik nduweni efek ekonomi lan energi.

2. Transmisi transmisi lan kualitas komunikasi kanthi cepet

Contone, saiki nalika ngomong karo kanca-kanca ing luar negeri utawa ngobrol kanthi online, swara kasebut ora kaya sing sadurunge. Ing jaman telekomunikasi, komunikasi internasional utamane gumantung karo satelit buatan minangka relay kanggo transmisi, ngasilake dalan transmisi sing luwih dawa lan tekane sinyal sing luwih alon. Lan komunikasi optik, kanthi bantuan kapal kapal selam, mbuwang jarak transmisi, nggawe transmisi informasi luwih cepet. Mula, nggunakake komunikasi optik bisa entuk komunikasi sing luwih lancar karo luar negeri.

3. Kemampuan anti-campur tangan sing kuwat lan rahasia

Komunikasi listrik bisa ngalami kasalahan amarga gangguan elektromagnetik, nyebabake penurunan kualitas komunikasi. Nanging, komunikasi optik ora kena pengaruh saka swara listrik, dadi luwih aman lan luwih dipercaya. Lan amarga prinsip total refleksi, sinyal kasebut wis diwatesi kanthi serat optik kanggo transmisi, saengga kerahayon kasebut apik.

4. Kapasitas transmisi gedhe
Umumé, komunikasi listrik mung bisa ngirim 10Gbps (10 milyar 0 utawa 1 SIGNER per detik) informasi, dene komunikasi optik bisa ngirim 1tbps (1 Sinyal) informasi.

Aplikasi komunikasi optik

Ana akeh kaluwihan kanggo komunikasi optik, lan wis digabung ing saben pojok urip wiwit pangembangan. Piranti kayata ponsel, komputer, lan telpon IP sing nggunakake Internet Sambungake kabeh wong ing wilayah kasebut, kabeh negara, lan uga menyang jaringan komunikasi global. Contone, sinyal sing dipiklan dening komputer lan ponsel ngumpulake stasiun komunikasi lokal lan peralatan panyedhiya jaringan, lan banjur ditularake menyang macem-macem bagean ing kabel optik ing kapal selam selaras.

Kasunyatan saka kegiatan saben dina kayata panggilan video, blanja online, blanja online, game video, lan bokong nonton kabeh dhukungan lan pitulung ing mburi adegan. Munculé jaringan optik wis nggawe urip luwih kepenak lan trep.