Eolas bunúsach ar snáithín optúil

Tá aireagán snáithín optúil tar éis an réabhlóid a thiomáint i réimse na cumarsáide. Mura bhfuil aon snáithín optúil ann chun bealaí ardluais ardluais a sholáthar, ní féidir leis an idirlíon fanacht ach sa chéim theoiriciúil. Más é an 20ú haois ré an leictreachais, ansin is é an 21ú haois ré an tsolais. Conas a bhainfidh solas amach cumarsáid? Déanaimis an t -eolas bunúsach ar chumarsáid optúil a fhoghlaim mar aon leis an eagarthóir thíos.

Cuid 1. Eolas bunúsach ar iomadú solais

Tonnta solais a thuiscint
Is tonnta leictreamaighnéadacha iad na tonnta éadroma, agus i spás saor in aisce, tá tonnfhad agus minicíocht na dtonnta leictreamaighnéadacha comhréireach go contrártha. Tá táirge an dá cheann cothrom le luas an tsolais, is é sin:

Socraigh tonnfhaid nó minicíochtaí na dtonnta leictreamaighnéadacha chun speictream leictreamaighnéadach a dhéanamh. De réir na dtonnfhaid nó na minicíochtaí éagsúla, is féidir tonnta leictreamaighnéadacha a roinnt i réigiún radaíochta, réigiún ultraivialait, réigiún solais infheicthe, réigiún infridhearg, réigiún micreathonn, réigiún tonn raidió, agus réigiún tonn fada. Is iad na bannaí a úsáidtear le haghaidh cumarsáide an réigiún infridhearg, réigiún micreathonnach agus réigiún na dtonn raidió den chuid is mó. Cuideoidh an íomhá seo a leanas leat tuiscint a fháil ar roinnt na mbandaí cumarsáide agus na meáin iomadúcháin comhfhreagracha i nóiméid.

Úsáideann protagonist an ailt seo, “Cumarsáid Optúil Fiber,” tonnta éadroma sa bhanda infridhearg. Nuair a thagann sé chun an phointe seo, d'fhéadfadh daoine a bheith ag smaoineamh cén fáth a gcaithfidh sé a bheith sa bhanda infridhearg? Baineann an tsaincheist seo leis an gcaillteanas optúil tarchurtha d'ábhair snáithín optúla, eadhon gloine shilice. Ansin, ní mór dúinn a thuiscint conas a tharchuireann snáithíní optúla solas.

Athraonadh, machnamh, agus machnamh iomlán ar an solas

Nuair a astaítear solas ó shubstaint amháin go substaint eile, tarlaíonn athraonadh agus machnamh ag an gcomhéadan idir an dá shubstaint, agus méadaíonn an uillinn athraonta le huillinn an tsolais teagmhais. Mar a thaispeántar i bhFíor ① → ②. Nuair a shroicheann nó nuair a sháraíonn an uillinn teagmhais uillinn áirithe, imíonn an solas athraonta agus léirítear an solas teagmhais go léir ar ais, arb é an léiriú iomlán ar an solas, mar a thaispeántar i ② → ③ san fhigiúr seo a leanas.

Tá innéacsanna athraonta difriúla ag ábhair éagsúla, mar sin athraíonn luas an iomadú solais i meáin éagsúla. Tá an t -innéacs athraonta léirithe ag n, n = c/v, áit a bhfuil c an treoluas i bhfolús agus is é V an treoluas iomadúcháin sa mheán. Tugtar meán dlúth dlúth ar mheán le hinnéacs athraonta níos airde, agus tugtar meán tanaí optúil ar mheán le hinnéacs athraonta níos ísle. Is iad an dá choinníoll maidir le machnamh iomlán ná:
1. Tarchur ó mheán dlúth -dhlúth go meán tanaí optúil
2. Tá an uillinn teagmhais níos mó ná nó cothrom le huillinn chriticiúil na machnaimh iomlán
D'fhonn sceitheadh ​​comhartha optúil a sheachaint agus caillteanas tarchuir a laghdú, tarlaíonn tarchur optúil i snáithíní optúla faoi choinníollacha machnaimh iomlána.

CUID 11. Réamhrá ar na meáin iomadúcháin optúla (snáthoptaice)

Struchtúr snáthoptaice

Leis an eolas bunúsach ar iomadú solais machnaimh iomlán, is furasta struchtúr dearaidh na snáithíní optúla a thuiscint. Tá an snáithín lom de shnáithín optúil roinnte i dtrí shraith: is é an chéad chiseal an croí, atá suite i lár an tsnáithín agus atá comhdhéanta de dhé-ocsaíd sileacain ard-íonachta, ar a dtugtar gloine freisin. Is iondúil gurb é an trastomhas croí ná 9-10 miocrón (mód aonair), 50 nó 62.5 miocrón (il-mhodh). Tá innéacs ard athraonta ag croílár an tsnáithín agus úsáidtear é chun solas a tharchur. Cladding an dara ciseal: suite timpeall an chroí snáithín, atá comhdhéanta de ghloine shilice freisin (le trastomhas de 125 miocrón go ginearálta). Tá an t -innéacs athraonta den chumhdach íseal, ag cruthú riocht machnaimh iomlán mar aon leis an gcroílár snáithín. An tríú ciseal sciath: Is sciath roisín treisithe é an ciseal is forimeallaí. Tá neart ard ag an ábhar ciseal cosanta agus is féidir leis tionchair mhóra a sheasamh, ag cosaint an snáithín optúil ó chreimeadh gaile uisce agus as abrasion meicniúil.

Caillteanas Tarchurtha Optúil

Is fachtóir an -tábhachtach é caillteanas tarchurtha snáthoptaice a théann i bhfeidhm ar chaighdeán na cumarsáide snáthoptaice. I measc na bpríomhfhachtóirí is cúis le tanú na gcomharthaí optúla tá caillteanas ionsúcháin ábhar, caillteanas scaipthe le linn tarchuir, agus caillteanais eile de bharr tosca amhail lúbadh snáithín, comhbhrú, agus caillteanas duga.

Tá tonnfhad an tsolais difriúil, agus tá an caillteanas tarchuir i snáithíní optúla difriúil freisin. D'fhonn an caillteanas a íoslaghdú agus an éifeacht tarchuir a chinntiú, tá eolaithe tiomanta don solas is oiriúnaí a aimsiú. Is é an solas sa raon tonnfhaid de 1260nm ~ 1360Nm an saobhadh comhartha is lú de bharr scaipthe agus an caillteanas ionsúcháin is ísle. Sna laethanta tosaigh, glacadh leis an raon tonnfhaid seo mar an banna cumarsáide optúil. Níos déanaí, tar éis tréimhse fhada taiscéalaíochta agus chleachtais, rinne saineolaithe achoimre de réir a chéile ar raon tonnfhaid íseal -chaillteanais (1260nm ~ 1625nm), atá an -oiriúnach le haghaidh tarchuir i snáithíní optúla. Mar sin is iondúil go mbíonn na tonnta solais a úsáidtear i gcumarsáid snáthoptaice sa bhanda infridhearg.

Aicmiú snáthoptaice

Snáithín optúil ilmhód: Tarchuireann sé modhanna iolracha, ach cuireann an scaipeadh mór idir módúlach teorainn le minicíocht na gcomharthaí digiteacha a tharchur, agus éiríonn an teorannú seo níos déine le fad tarchuir ag dul i méid. Dá bhrí sin, tá fad an tarchuir optúil ilmhód sách gearr, ach cúpla ciliméadar de ghnáth.
Snáithín mód aonair: Le trastomhas snáithín an -bheag, go teoiriciúil ní féidir ach modh amháin a tharchur, rud a chiallaíonn go bhfuil sé oiriúnach do chumarsáid iargúlta.

Cuid 3. Prionsabal Oibre an Chórais Cumarsáide Optúil Snáithín

Córas cumarsáide snáithín optúil

Tarchuireann na táirgí cumarsáide a úsáidtear go coitianta, amhail fóin phóca agus ríomhairí, faisnéis i bhfoirm comharthaí leictreacha. Agus cumarsáid optúil á stiúradh agat, is é an chéad chéim ná comharthaí leictreacha a thiontú ina gcomharthaí optúla, iad a tharchur trí cháblaí snáthoptaice, agus ansin na comharthaí optúla a thiontú ina gcomharthaí leictreacha chun cuspóir an tarchuir faisnéise a bhaint amach. Is éard atá sa bhunchóras cumarsáide optúil ná tarchuradóir optúil, glacadóir optúil, agus ciorcad snáthoptaice chun solas a tharchur. D'fhonn cáilíocht tarchurtha comhartha fad-achair a chinntiú agus bandaleithead tarchuir a fheabhsú, úsáidtear athsheoltóirí optúla agus ilphléacsóirí go ginearálta.

Anseo thíos tá réamhrá gairid ar phrionsabal oibre gach comhpháirt sa chóras cumarsáide snáthoptaice.

Tarchuradóir Optúil:Athraíonn comharthaí leictreacha ina gcomharthaí optúla, comhdhéanta den chuid is mó de mhodhnóirí comhartha agus foinsí solais.

Multiplexer comhartha:lánúineacha comharthaí iompróra optúla il -optúla de thonnfhaid éagsúla isteach sa snáithín optúil céanna le haghaidh tarchuir, ag baint amach éifeacht na hacmhainne tarchuir dúbailte.

Athsheoltóra Optúil:Le linn an tarchuir, tiocfaidh meath ar thonnfhoirm agus ar dhéine an chomhartha, mar sin is gá an tonnfhoirm a chur ar ais chuig tonnfhoirm néata an chomhartha bhunaidh agus an déine solais a mhéadú.

DEMULTIPLEXER comhartha:An comhartha ilphléacs a dhianscaoileadh ina bhunchomharthaí aonair.

Glacadóir optúil:Athraíonn sé an comhartha optúil a fuarthas ina chomhartha leictreach, atá comhdhéanta den chuid is mó de fhóta -fhóta -orlach agus demodulator.

Cuid 4. Buntáistí agus Feidhmchláir na Cumarsáide Optúil

Buntáistí na Cumarsáide Optúil:

1. Fad fada sealaíochta, coigilt eacnamaíoch agus fuinnimh
Ag glacadh leis go dtarlóidh 10 Gbps (10 billiún 0 nó 1 chomhartha in aghaidh an tsoicind) d'fhaisnéis, má úsáidtear cumarsáid leictreach, ní mór an comhartha a athsheoladh agus a choigeartú gach cúpla céad méadar. I gcomparáid leis seo, is féidir le cumarsáid optúil achar sealaíochta de níos mó ná 100 ciliméadar a bhaint amach. Dá lú uaireanta a choigeartaítear an comhartha, is ea is ísle an costas. Ar an láimh eile, is é an t -ábhar a bhaineann le snáithín optúil ná dé -ocsaíd sileacain, a bhfuil cúlchistí flúirseach aige agus costas i bhfad níos ísle ná sreang chopair. Dá bhrí sin, tá éifeacht eacnamaíoch agus sábhála fuinnimh ag cumarsáid optúil.

2. Tarchur faisnéise tapa agus cáilíocht ardchumarsáide

Mar shampla, anois nuair a bhíonn tú ag caint le cairde thar lear nó ag caint ar líne, níl an fhuaim chomh lag is a bhíodh. I ré na teileachumarsáide, braitheann an chumarsáid idirnáisiúnta go príomha ar shatailítí saorga mar athsheachadáin le haghaidh tarchuir, agus mar thoradh air sin tá cosáin tarchuir níos faide agus teacht comhartha níos moille. Agus cumarsáid optúil, le cabhair ó cháblaí fomhuirí, laghdaíonn sé an fad tarchuir, ag déanamh tarchuir faisnéise níos tapúla. Dá bhrí sin, is féidir le cumarsáid optúil a úsáid cumarsáid níos éasca le thar lear.

3.

D'fhéadfadh earráidí a bheith ag cumarsáid leictreach mar gheall ar chur isteach leictreamaighnéadach, as a dtiocfaidh laghdú ar cháilíocht na cumarsáide. Mar sin féin, níl tionchar ag torann leictreach ar chumarsáid optúil, rud a fhágann go bhfuil sé níos sábháilte agus níos iontaofa. Agus mar gheall ar phrionsabal na machnaimh iomláin, tá an comhartha teoranta go hiomlán don snáithín optúil le haghaidh tarchuir, mar sin tá an rúndacht go maith.

4. Cumas mór tarchuir
Go ginearálta, ní féidir le cumarsáid leictreach ach 10Gbps (10 billiún 0 nó 1 chomharthaí in aghaidh an tsoicind) a tharchur, agus is féidir le cumarsáid optúil 1Tbps (1 trilliún 0 nó 1 chomhartha faisnéise) a tharchur.

Cumarsáid optúil a chur i bhfeidhm

Tá go leor buntáistí ag baint le cumarsáid optúil, agus tá sé comhtháite i ngach cúinne dár saol ó forbraíodh é. Ceanglaíonn feistí ar nós fóin phóca, ríomhairí, agus fóin IP a úsáideann an tIdirlíon gach duine lena réigiún, leis an tír ar fad, agus fiú leis an líonra cumarsáide domhanda. Mar shampla, bailíonn comharthaí a astaítear le ríomhairí agus le fóin phóca ag stáisiúin bhunaidh oibreoirí cumarsáide agus trealamh soláthraithe líonra, agus ansin déantar iad a tharchur chuig codanna éagsúla den domhan trí cháblaí snáthoptaice i gcáblaí fomhuirí.

Braitheann réadú na ngníomhaíochtaí laethúla ar nós glaonna físe, siopadóireacht ar líne, cluichí físeáin, agus ragús ag breathnú ar a thacaíocht agus a chúnamh taobh thiar de na radhairc. Mar gheall ar theacht chun cinn na líonraí optúla tá ár saol níos compordaí agus níos áisiúla.