Волоконно оптическая связь. Курсовая работа: Волоконно-оптические линии связи. Волс. основные понятия и области применения
Live Journal
Facebook
TwitterНе все еще знают, что такое ВОЛС. В оптических линиях связи световой сигнал транспортируется внутри волокон. Оптическо - волоконная система связи обеспечивает соединение для передачи информации между двумя точками.
Эти компоненты служат основой любой волоконной оптики, начиная с простой одноканальной системы. Но существуют и более сложные системы, которые профессионально прокладывают и монтируют специалисты специлизированных компаний, обладающие профессиональным оборудованием и рядом сертификатов из https://kabelnieseti.ru/services/volokonno-opticheskie-linii-svyazi/ . Передаваемая информация является цифровой (в большинстве случаев), что делает оптоволоконную систему очень универсальной и относительно нечувствительной, например, для нелинейных искажений. Чтобы разобраться, что такое волоконно-оптические линии связи, разберем основные понятия.
Австралийский финансовый обзор Полный охват. Существует два типа волокон: многомодовый и одномодовый. Оба они состоят из двух основных компонентов: сердца и подкладки, которые удерживают свет внутри сердца. Одномодовое волокно имеет меньший диаметр сердца, от 5 до 10 микрон.
На протяжении многих лет волоконно-оптические кабели стали дешевле. Они используются для нескольких приложений, требующих полной защиты от электрических помех. Волокна идеальны для систем, требующих передачи больших объемов данных. Множество многомодовых волокон фотонов перемещаются по сердцу волокна. Однако в кабелях длиной более 900 м многократные пути света могут вызывать искажение сигнала приемнику, что приводит к нечеткой и неполной передаче данных.
Существуют различные форматы модуляции, то есть разные методы кодирования информации. Например, простой, без возврата к 0 (NRZ), формат передает последующие биты, отсылая сигналы либо высокой, либо низкой оптической мощности, без пробелов между соседними битами, и дополнительными средствами для синхронизации. В противоположность этому, формат нулевого возврата (RZ) легко самосинхронизируется путём возврата к состоянию покоя после каждого бита, но он требует более высокой оптической передачи полосы пропускания для тех же скоростей передачи данных.
В одномодовых волокнах уменьшенный размер сердца позволяет проецировать только один фотон. Одномодовые волокна обеспечивают высокую передачу данных на расстоянии в 50 раз больше, чем волокна многомодового типа, но их стоимость больше. Небольшие размеры сердца и одиночной световой волны практически устраняют любые искажения, которые могут возникнуть в результате перекрытия импульсов света, позволяя минимальное затухание сигнала и максимальную скорость передачи.
Испытание и сертификация волоконно-оптического кабеля
Легко сертифицировать волоконно-оптический кабель из-за его невосприимчивости к электрическим помехам, достаточно проверить. Возвратные потери: это количество света, отраженного от конца кабеля до источника. Незначительное - самое лучшее значение - это передача. Например, значение -60 дБ лучше, чем -20 дБ.
Помимо деталей оборудования и оптической пропускной способности, связанной с эффективностью модуляции, форматы передачи также различаются с точки зрения их чувствительности к альтернативному шуму и перекрестным наводкам.
Передатчик сигналов ВОЛС
Передатчик преобразует электронный входной сигнал в модулированный световой пучок. Информация может быть закодирована например, через:
Градуированный показатель преломления: измеряет количество света, которое направляется вдоль волокна. По сравнению с другими рабочими частотами эти два продукта обеспечивают наименьшую потерю мощности. Задержка распространения: это время, необходимое для прохождения сигнала от одной точки до конечной точки по кабелю.
Рефлектометрия во временной области: метод измерения, который включает передачу высокочастотных импульсов, чтобы исследовать отражение вдоль кабеля и таким образом изолировать дефекты. Волоконно-оптические измерительные приборы работают, излучая свет вдоль кабеля. На другом конце имеется приемник, откалиброванный по прочности источника света. С помощью этого теста вы можете измерить количество света, которое перемещается на другой конец кабеля. Как правило, эти инструменты дают результаты в виде потери децибел, что можно сравнить с результатами предварительного расчета потерь системы.
- оптическую мощность (интенсивность),
- оптическую фазу,
- поляризацию;
Модуляция интенсивности является наиболее распространенным вариантом. Оптическая длина волны формируется, как правило, в одном из так называемых телекоммуникационных окон. Типичный передатчик основан на одномодовом лазерном диоде (обычно VCSEL или DFB), который может быть либо непосредственно модулированным с помощью тока DML (= непосредственно модулированный лазер), или с помощью внешнего оптического модулятора.
При выборе оптоволокна
Если измеренные потери меньше расчетного, установка хороша. Современные волоконно-оптические счетчики имеют широкий спектр возможностей. Хотя волоконно-оптический кабель даже дороже, чем другие типы кабелей, он является лучшим выбором для современных высокоскоростных коммуникаций, поскольку он устраняет проблемы с скрученными кабелями, такие как перекрестные помехи на ближнем конце, электромагнитные помехи и возможные нарушения безопасности.
Из кондоминиума он не может выступать против поддержки антенн, опоры, а также «прохода труб, проводов или любого другого объекта в собственность его собственного имущества», необходимого для удовлетворения потребностей арендаторов или кондоминиумов. Провода, кабели и любая другая установка должны быть размещены таким образом, чтобы не препятствовать свободному использованию изделия в соответствии с его назначением.
Прямая модуляция является более простым вариантом, и может работать на скоростях передачи сигналов до 10 Гбит/сек или даже выше. Тем не менее, варьируется плотность носителей в лазерном диоде, а затем приводится к той или иной мгновенной частоте таким образом, чтобы искажения сигнала были в виде частотной модуляции. Это делает сигнал более чувствительным к влиянию хроматической дисперсии при передаче на большие расстояния. Таким образом, внешняя модуляция обычно предпочтительна для комбинации высокоскоростной передачи данных (например, от 10 до 40 Гбит/сек) с большими расстояниями передачи (много километров). Лазер может работать безостановочно, и искажения сигнала сводятся к минимуму.
В любом случае они не наносят ущерба соглашениям между местными органами власти и операторами относительно локализации, совместного использования и совместного использования электронных коммуникационных инфраструктур. Сторожевой сторож «сторожевого пса», где государственные администрации, регионы, провинции, муниципалитеты или другие местные органы власти по смыслу пункта 1 статьи 6 поддерживают имущество или контроль над предприятиями, предоставляющими сети или услуг электронной связи, существует «эффективное структурное разделение между функцией предоставления прав, упомянутых в пункте 1, и функциями, относящимися к имуществу» или контролем.
Для получения еще более высокоскоростной передачи сигналов в 1-канальных системах, мультиплексирование с временным делением каналов может использоваться в системах с четырьмя каналами по 40 Гбит/сек, каждый из которых используется с чередованием по времени таким образом, чтобы получить суммарную скорость 160 Гбит/сек. Но это технологии будущего. Для получения высокоскоростной передачи данных с форматами возврата к нулю, может быть выгодно использовать импульсный источник (например, лазер, излучающий солитонные импульсы) в сочетании с модулятором интенсивности. Это снижает уровень требований к пропускной способности модулятора, так как коэффициент пропускания модулятора эволюционирует между импульсами.
Министерство может делегировать другому органу ведение телематических архивов всех сообщений, переданных ему. Заявка на разрешение на установку инфраструктуры, упомянутой в пункте 1, и направленной в местные органы власти лицами, уполномоченными на это. Во время подачи заявления офис, ответственный за ее получение, указывает заявителю имя лица, ответственного за производство.
В случае множественности вопросов приоритет отдается тем, которые представлены совместно несколькими операторами. Копия претензии или жалобы должна быть направлена одновременно органу, указанному в пункте 1, который должен указать в течение тридцати дней после сообщения. Компетентный местный контрагент рекламирует экземпляр, даже если он не раскрывает характерные данные завода.
Для получения высокоскоростной передачи данных, передатчик должен отвечать ряду требований. Важно достичь высокого коэффициента экстинкции, должен быть низкий джиттер синхронизации, низкий уровень шума интенсивности и точно контролируемая тактовая частота. Конечно, передатчик данных должен работать стабильно и надежно с минимальным вмешательством оператора.
Лицо, ответственное за разбирательство, может запросить только в течение пятнадцати дней с даты получения заявления, выдачи деклараций и интеграции подготовленной документации. Сервисная конференция должна принять решение в течение тридцати дней с момента первого звонка. Утверждение, принятое большинством настоящего, полностью заменяет действия отдельных администраций, а также «как общественную полезность», неопределенное и срочное. Министерство незамедлительно информируется о созыве и итогах конференции.
Местные органы власти могут предусматривать более короткие сроки для завершения соответствующих процедур или для дальнейших форм упрощения административных процедур с учетом положений настоящего пункта. Работы должны выполняться, при болью декаданса, в течение двенадцати месяцев с момента получения решения о прямом разрешении или путем формирования молчаливого согласия.
Оптическое волокно
1-модовые волокна применяются в случае передачи сигналов на средние или большие расстояния, но система может быть и с многомодовым волокном на коротких расстояния. В последнем случае, межмодовая дисперсия может ограничить дальность или скорость передачи. Так называемые дуплексные каналы обеспечивают соединение для передачи данных в обоих направлениях.
Лицо, ответственное за разбирательство, может запросить только в течение десяти дней с момента получения заявки, выдачи деклараций и исправления или интеграции подготовленной документации. Термин, упомянутый в пункте 7, начинается снова с момента интеграции документа.
В течение тридцати дней с даты получения запроса сторона, ответственная за разбирательство, может созвать по обоснованному решению конференцию служб, в которой участвуют субъективные данные, непосредственно связанные с установкой. Предоставление разрешения включает в себя разрешение на проведение раскопок, указанных в проекте, а также предоставление земли или недр, необходимых для установки инфраструктуры. Город может предоставлять, напрямую или через контролируемую компанию, инфраструктуру на справедливой, прозрачной и недискриминационной основе.
Каналы широкополосного волокна могут содержать волокна с усилителями в определенных точках (сосредоточенными усилителями), чтобы предотвратить уровень мощности от падения до слишком низкого уровня. В качестве альтернативы, можно использовать распределенный усилитель, реализованный с самого передающего волокна, путем впрыскивания дополнительного мощного пучка накачки (как правило, в конце приемника).
Его можно оценить на конференции служб для каждой региональной области, созванной муниципалитетом с крупными демографическими размерами. Конференция также может быть созвана по инициативе заинтересованного лица. В случаях, упомянутых в пункте 8, конференция служб должна принять решение в течение тридцати дней после первого звонка.
В соответствии с положениями статьи 93 никакое другое возмещение и в связи с операторами или владельцами государственных услуг или торговцами общественными пространствами в результате раскопок и занятий на земле, как государственных, так и частных, осуществляется с целью установления электронных коммуникационных инфраструктур.
Могут использоваться средства для компенсации дисперсии (противодействующие хроматической дисперсии волокна эффекты), а также для регенерации сигнала. Последнее означает, что не только уровень мощности, но и качество сигнала (например, длительность импульса и времени) восстанавливаются. Это достижимо либо с обработкой самого оптического сигнала, либо путем обнаружения сигнала в электронном виде, применения некоторой оптической обработки сигналов, и повторной передачи. Таковы основные принципы работы волоконно-оптические линии связи.
Субъективные юридические формы, которым доверяются «государственные дела», должны сообщать на шестимесячной основе программы, касающиеся обычной и чрезвычайной работы по техническому обслуживанию, с тем чтобы позволить обладателям общего разрешения надлежащим образом планировать свою соответствующую инструментальную деятельность и, в частности, «установки электронных коммуникационных инфраструктур». Программы технического обслуживания должны быть уведомлены в электронном виде в министерстве или в любом другом деле, делегированном ему, с теми же условиями, которые указаны в статье 89, пункт 3, с тем чтобы он мог быть включен в специальный электронный архив, доступный владельцам общего разрешения.
Что такое приёмник ВОЛС?
Приемник содержит некоторый тип быстрого фотодетектора, как правило, это фотодиод и подходящая высокоскоростная электроника для усиления слабого сигнала и извлечения цифровых данных. Лавинные фотодиоды могут использоваться для особо высокой чувствительности. Чувствительность приемника ограничена шумом, как правило, электронного происхождения. Однако следует отметить, что сам по себе оптический сигнал сопровождается оптическим шумом, например, от усилителя. Такой оптический шум вводит ограничения, которые не могут быть удалены с помощью какой-то особой конструкции приемника.
Общественные деятели, государственные службы или государственные служащие обязаны на основе справедливых и недискриминационных коммерческих соглашений разрешать доступ к имеющимся гражданским инфраструктурам при условии, что осуществление их соответствующих средств не нарушается. институциональной деятельности.
Электронное сообщение проекта является предварительным условием для предоставления разрешений, упомянутых в статье. В течение тридцати дней с даты подачи и публикации проекта, упомянутого в пункте 3, операторы, заинтересованные в обмене раскопками или прокладкой электронных кабелей связи, могут согласиться с оператором, который уже представляет свое собственное заявление, составляя общий план раскопок и работ. В случае отсутствия соглашения между операторами компетентный государственный орган выдает требуемое юридическое действие на основании приоритетного критерия заявок.
Волоконно-оптическая линия связи (ВОЛС) - линия связывающая две электрические цепи путем перенесения информации с использованием светового сигнала внутри оптического волокна (тонкой стеклянной или пластиковой нити) Принцип работы оптического волокна основан на эффекте полного внутреннего отражения. Входной сигнал модулирует источник светового излучения, а для обратного преобразования света в электрический сигнал используют фотоприемники. Таким образом ВОЛС включает следующие основные компоненты:
В случаях, упомянутых в пунктах 3 и 4, положения и процедуры, изложенные в статье, принимаются. «Авторизация» после соответствующего периода общественных консультаций, в ходе которых все заинтересованные стороны имеют возможность «выразить свои взгляды», может налагать обязательства в связи с прокладкой кабелей в зданиях или до первой точки концентрации или распределения, если оно находится за пределами здания, обладатели прав, упомянутых в параграфе 1, или владельца такой проводки, если это оправдано тем фактом, что дублирование такой инфраструктуры будет экономически неэффективным или физически непрактично.
1) передатчик;
2) кабель на базе оптического волокна;
3) приемник;
4) соединители (коннекторы).
Для более сложных линий и коммуникационных сетей используются дополнительные элементы, такие как разветвители, мультиплексоры и распределительные устройства.
Передатчик
В качестве передатчиков используют светодиоды и полупроводниковые лазеры.
Эти положения о совместном использовании или координации могут включать в себя правила распределения затрат на совместное использование структур или свойств, адаптированных в зависимости от соответствующих рисков. Министерство может путем информирования Органа потребовать от предприятий представить информацию, необходимую для составления подробной инвентаризации характера, наличия и географического расположения объектов, упомянутых в пункте 1, и предоставить их заинтересованным сторонам и «Авторизованный».
Такая процедура может быть испытана после неудачи или невозможности совершить попытку вынести суждение с владельцами фондов по предлагаемой цене продажи, которые будут оцениваться компетентными техническими службами. В сетях электронной связи, указанных в статьях 90 (1) и (2), неподдерживаемые провода или кабели могут проходить, даже без согласия владельца, либо над государственной или частной собственностью, либо перед ними стороны зданий, где нет окон или других перспективных проемов.
Для передачи информации в основном применяют излучения с длинами волн: 1550 нм, 1300 нм, 850 нм, чтобы обеспечить минимальное затухание в оптических волокнах.
Светодиоды могут излучать свет с длинной волны 850 нм и 1300 нм. Излучатели с длиной волны 850 нм существенно дешевле, чем излучатели с длиной волны 1300 нм. При этом полоса пропускания кабеля для волн 850 нм уже (200 МГц/км вместо 500 МГц/км). Принцип действия, характеристики и конструкцию светодиодов см. лекцию №7.
Лазерные излучатели работают на длинах волн 1300 нм и 1500 нм. Быстродействие современных лазеров позволяет модулировать световой поток с частотами 10 ГГц и выше. Лазерные излучатели создают когерентный поток света, за счет чего потери в оптических волокнах становятся меньше, чем при использовании некогерентного потока от светодиода. Принцип действия, характеристики и конструкцию лазеров см. лекцию №10.
Оптоволоконные кабели.
Конструкция.
Оптическое волокно состоит из центрального проводника света (ядро) и окружающей оптической оболочки, имеющей меньший показатель преломления. Распространяясь по ядру лучи света не выходят за его пределы, испытывая отражение на границе раздела ядро – оболочка. Свет, падающий на границу под углом, меньше критического, будет проникать в оптическую оболочку, и затухать по мере распространения в ней, т.к. оптическая оболочка не предназначена для переноса света. Также волокна имеют дополнительное защитное покрытие, которое предохраняет от ударов ядро и оптическую оболочку. Волокна сами по себе имеют чрезвычайно малый диаметр .
На Рис.1 представлена схема распространения света по волокну. Свет заводится внутрь волокна под углом, больше критического, к границе “ядро/оптическая оболочка”, и испытывает полное внутреннее отражение на этой границе. Поскольку углы падения и отражения совпадают, то свет и в дальнейшем будет отражаться от границы. Таким образом, луч света будет двигаться зигзагообразно вдоль волокна.
Характеристики оптоволоконных кабелей.
- Дисперсия – это зависимость фазовой скорости волны, распространяющейся в оптическом кабеле от частоты.
- Количество мод в волокне . Из специальных глав физики известно, что параметры оптического волокна определяют количество электромагнитных волн (мод), которые могут в нем распространяться. Для каждого волокна существует КР, такая, что все волны, имеющие< КР не будут распространяться. Изменяя КР можно добиться распространения в волокне необходимого числа волн (мод). Для распространения излучения одной длины волны (моды) необходимо выполнение условия, при котором все, кроме одной, излучаемые источником длины волн имеют> КР.
- Ширина полосы пропускания – часто ее указывают вместо дисперсии в многомодовых волокнах, выражается в мегагерцах на километр (МГц/км). Полоса пропускания в 400 МГц/км означает возможность передачи сигнала в полосе 400 МГц на расстояние 1 км, т.е. произведение максимальной частоты сигнала на длину передачи может быть меньше или равно 400. Другими словами, можно передавать сигнал более низкой частоты на большее расстояние или более высокой частоты на меньшее расстояние, как показано на Рис.1.
В
Рис.1
ыражение полосы пропускания через одномодовую дисперсию является сложным, его приблизительная оценка может быть получена на основе следующего уравнения:,
(2)
где:D isp - дисперсия на рабочей длине волны в сек на нанометр и на километр;
S W - ширина спектра источника в нм; L - длина волокна в км.
-
Рис.3
Рис.2
-
Численная апертура (NA) - определяет
способность
волокна собирать лучи. NA
зависит от свойств материалов волокна
и определяется показателями преломления
ядра и оптической оболочки:
.
NA
волокна
указывает на то, как свет вводится в
волокно и распространяется по нему.
Волокно с большим значением NA
(т.е.
подразумевает большее количество
возможных световых траекторий)хорошо
принимает свет, в то время, как в волокно
с малым значением NA
(волокна с широкой полосой пропускания)
можно ввести только узконаправленный
пучок света.
Также можно определить величину углов, при которых свет распространяется вдоль волокна. Эти углы образуют конус, называемый входным конусом , угловой растр которого определяет максимальный угол ввода света в волокно.
(3)
Рис.4
Источник и приемник также имеют свои апертуры:
NA ист источника определяет угловую апертуру входного света.
NA дет детектора определяет рабочий диапазон углов для приемника.
Очень важно выполнить условие: NA ист = NA дет . Рассогласование NA приводит к дополнительным потерям при передаче света от устройства с меньшим значением NA к устройству с большим значением.
- Прочность волокна - характеризует способность волокна противостоять натяжению, разрыву и изгибу без повреждения. Основная причина, обусловливающая хрупкость волокна, - наличие микротрещин на поверхности и дефектов внутри волокна. Поверхностные дефекты могут возрастать под воздействием растягивающей нагрузки, возникающей во время прокладки кабеля. Температурные изменения, механические и химические воздействия, обычное старение также приводят к появлению дефектов. Стеклянные волокна можно согнуть в виде окружности небольшого диаметра. При этом необходимо помнить, что минимальный радиус кривизны равен пяти диаметрам кабеля при отсутствии растягивающих напряжений и 10 диаметрам кабеля при их наличии.
- Радиационная прочность – определяет способность оборудования противостоять ядерным эффектам. Волокна в отличие от проводников не накапливают статические заряды под воздействием радиации. Волокна также не повреждаются мгновенно после расплавления их кабельной оболочки под тепловым воздействием радиационного источника.
Волокна противостоят росту затухания в условиях постоянного радиоактивного облучения высокой интенсивности. Рост затухания зависит от величины накопленной дозы и интенсивности облучения.
- Информатизация и образование Стратегическое позиционирование вузовской науки: инсайдерское видение и государственная позиция
- Становление патопсихологии
- Как приготовить тортилью
- Имбирный чай — рецепты приготовления
- Имя Серафима в православном календаре (Святцах)
- Пастырь и учитель. Духовник Царской Семьи. На Полтавской кафедре
- Критерии и порядок канонизации святых в русской православной церкви Начало Бытия Церкви, Ее рост и Ее назначение