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Comunicação 1.Osobennosti sistemas ópticos.



Linhas de fibra óptica - um tipo de comunicação, no qual a informação é transmitida em guias de onda ópticos dielétricos, conhecidos como "fibra óptica".
A fibra óptica é agora considerado o ambiente mais perfeito físico para a transmissão de informações, assim como a forma mais promissora para a transmissão de grandes volumes de dados flui a longas distâncias. Razão para pensar assim derivado de um número de características inerentes em guias de onda ópticas.

1.1 características físicas.

  1. Banda Larga sinais ópticos, devido à frequência portadora extremamente elevada (Fo = 10 ** 14 Hz). Isto significa que a ligação óptica pode transmitir informação a velocidades de cerca de 10 ** 12 bits / s ou Terabit / s.Em outras palavras, sobre uma única fibra pode transmitir 10 milhões de chamadas telefônicas simultâneas e um vídeo milhões. Dados de taxa de transferência pode ser aumentada pela transferência de informação em duas direcções, como ondas de luz pode propagar de uma única fibra independentemente uns dos outros. Além disso, a fibra óptica pode propagar sinais de luz de duas polarizações diferentes, o que permite que a largura de banda dupla da ligação óptica. Até à data, o limite da densidade de informação transmitida através da fibra óptica é alcançada.
  2. Muito pequena (em comparação com outros meios de comunicação), a atenuação do sinal de luz na fibra. Os melhores exemplos de fibras russos têm a atenuação de 0,22 dB / km no comprimento de onda de 1,55 mícrons, o que lhe permite construir linhas de comunicação de até 100 km sem regeneração de sinais. Para comparação, o melhor fibra Sumitomo no comprimento de onda de 1,55 microns é a atenuação 0,154 dB / km. Nos laboratórios ópticos em os EUA desenvolveram uma ainda mais "transparente", fibra fluorozirconate assim chamado com um limite teórico de cerca de 0,02 dB / km a um comprimento de onda de 2,5 mm. Estudos laboratoriais demonstraram que, com base em tais fibras podem ser criadas linhas de comunicação com a zona de regeneração por 4,600 km a velocidades de 1 Gbit / s.

1.2 características técnicas.

  1. A fibra é feita de quartzo, que são baseados em dióxido de silício, um material amplamente utilizado e barato porque, ao contrário de cobre.
  2. As fibras ópticas têm um diâmetro de cerca de 100 microns., Que é muito compacto e leve, tornando-os promissor para uso em instrumentação da aeronave, a tecnologia de cabo.
  3. Fibra de vidro - nenhum metal na construção de sistemas de comunicações automaticamente conseguido isolamento de segmentos. Aplicando um plástico extra forte, para as plantas de cabos são feitas autoportantes cabos aéreos que não contêm metal e assim seguro em termos eléctricos. Estes cabos podem ser montados nos mastros das linhas de poder existentes, tanto separadamente e integrados no fio fase, economizando recursos significativos para colocar o cabo através de rios e outros obstáculos.
  4. Sistema de comunicação baseado em fibras ópticas são resistentes a interferência electromagnética, ea informação transmitida através da fibra óptica é protegido contra o acesso não autorizado. Linhas de fibra óptica não podem escutar sobre a não-destrutivo caminho. Qualquer impacto sobre a fibra pode ser detectada por integridade de controlo (monitorização contínua) da linha. Teoricamente, existem maneiras de contornar a protecção por parte de monitoramento, mas o custo de implementação desses métodos são tão grandes que exceder o valor da informação interceptada.
    Existe uma maneira de garantir a transmissão de informação em linhas de comunicação óptica. Quando uma transferência oculta de sinal a partir da fonte de luz é modulado em amplitude não é, como nos sistemas convencionais, e em fase. O sinal é então misturado com ele próprio detido por um tempo maior do que o tempo de coerência da fonte de radiação.
    Com este método de transmissão de informações não podem ser interceptados pela amplitude do receptor de radiação, uma vez que irá registar um sinal de intensidade constante.
    Para a detecção do sinal interceptado precisa interferómetro de Michelson sintonizável de desenho especial. Além disso, a visibilidade do padrão de interferência pode ser enfraquecida como uma N 1:2, onde N - número de sinais transmitidos simultaneamente pelo sistema de comunicação óptica. Você pode distribuir a informação transmitida pelo conjunto de sinais ou sinais de ruído para a transmissão de mais, piorando as condições desta intercepção. Exigir uma seleção substancial de energia a partir da fibra para levar ilegalmente o sinal óptico ea interferência pode registrar facilmente sistemas de monitoramento.
  5. Uma propriedade importante de fibras ópticas - vida longa. O tempo de vida da fibra, isto é, a preservação das suas propriedades dentro de certos limites, mais de 25 anos, que lhe permite fixar cabo de fibra óptica, uma vez, e, quando apropriado, para aumentar a capacidade do canal, substituindo o receptor eo transmissor a uma velocidade elevada.
Disponível em tecnologia de fibra e das suas desvantagens:
  1. Quando você cria um link requer elementos muito ativos, que convertem sinais elétricos em luz ea luz em sinais elétricos. Também necessários conectores ópticos (conectores) com baixas perdas ópticas e um grande recurso para conexão-desconexão. Fabricação de precisão de itens tal ligação devem cumprir o comprimento de onda, isto é, o erro deve ser da ordem de um micron. Portanto, a produção de tais componentes de linhas de comunicação óptica são muito caros.
  2. Outra desvantagem é que a montagem de fibras ópticas requer a precisão e, portanto, o equipamento de processo caro.
  3. Como conseqüência, quando o acidente (quebra) do cabo óptico para recuperar os custos mais elevados do que com cabos de cobre.
Vantagens da utilização de linhas de fibra óptica de comunicação (FOCL) é tão grande que, apesar de estas desvantagens de linhas de comunicação por fibras ópticas são cada vez mais a ser usada para transmitir informação.

Dois. Fibra ótica

Indústria em muitos países tem dominado a produção de uma vasta gama de produtos e componentes de fibra óptica.Deve notar-se que a produção de fibras componentes ópticos, fibra óptica primeiro tem um elevado grau de concentração. A maioria das empresas estão concentradas em os EUA. Com a patente principal, as empresas norte-americanas (principalmente se aplica à empresa "CORNING") têm um impacto na produção e mercados componentes de fibra óptica em todo o mundo, graças a acordos de licenciamento com outras empresas e joint ventures.
Um componente fundamental da fibra óptica - fibra. Para a transmissão de sinais utilizados dois tipos de fibra: monomodo e multimodo. O nome da fibra obtida a partir do método de propagação da radiação neles. A fibra é constituído por núcleo e revestimento com índices de refração diferente n1 e n2.
O diâmetro do núcleo em fibra de modo único do guia de luz da ordem de 8-10 microns, que é comparável ao comprimento de onda da luz. Neste geometria, a fibra pode ser distribuído apenas um feixe (modo único).
Em multimodo fibra tamanho do núcleo luz guia de cerca de 50-60 microns, o que torna possível espalhar um grande número de raios (muitos modos).
Ambos os tipos de fibras são caracterizadas por dois parâmetros principais: a atenuação e de dispersão.
A atenuação é geralmente medida em dB / km e é determinada pela perda de absorção e de dispersão de radiação na fibra óptica.
Perdas de absorção são dependentes da pureza do material, as perdas de espalhamento dependem das inomogeneidades do índice de refracção do material.
A atenuação depende do comprimento de onda de radiação, administrado através da fibra. Actualmente, a transmissão de sinais através da fibra é levada a cabo em três gamas: 0,85 micron, 1,3 micron, 1,55 micron, como é nestas gamas de quartzo tem uma elevada transparência.
Outro parâmetro importante das fibras ópticas - dispersão. A variância - desta vez de espalhamento e os componentes espectrais do modo do sinal óptico. Existem três tipos de dispersão: mods materiais, e guia de ondas.
dispersão modal inerente fibra multimodo, e devido à presença de um grande número de modos, o tempo de propagação, que é diferente
dispersão material devido à dependência do índice de refracção do comprimento de onda
dispersão de guia de ondas é devido a processos de moda e é caracterizada pela dependência da velocidade de modos de propagação de comprimento de onda.
Porque o LED ou um laser emite um espectro de comprimentos de onda, a dispersão conduz a um alargamento do pulso de propagação ao longo da fibra e, assim, gera um sinal de distorção. Na avaliação usar o "largura de banda termo" - é o inverso para a magnitude da ampliação do impulso quando ele passa através de uma distância de fibra óptica de 1 km.Medido largura de banda em MHz * km. A partir da definição da largura de banda pode ser visto que a variância impõe uma limitação sobre a distância de transmissão ea frequência superior dos sinais transmitidos.
Se a propagação da luz em fibra multimodo é geralmente dominado por dispersão modal, a fibra de modo único são específicos para os dois últimos tipos de dispersão. No comprimento de onda de 1,3 mícron de material e dispersão de guia de ondas em fibra de modo único compensar um ao outro, que fornece a maior velocidade.
A atenuação e de dispersão em diferentes tipos de fibras ópticas são diferentes. Monomodo fibras têm as melhores características de atenuação e largura de banda, uma vez que se aplicam apenas a uma viga. No entanto, fontes único modo de radiação são várias vezes mais caro do que multimodo. No modo de fibra única é mais difícil de introduzir por causa da pequena dimensão das emissões fios de guia de luz, pela mesma razão, difícil de unir fibras monomodo com perdas reduzidas. Monomodo conectores dos cabos ópticos de terminação são também mais caros.
Fibras multimodo são mais convenientes para a instalação, uma vez que têm o tamanho do fio de guia de luz é várias vezes superior ao de um único modo de fibras. Cabo multimodo é mais fácil okontsevat conectores ópticos, perda baixa (até 0,3 dB) na junção. Em aquecedores de fibra multimodo são projetados para um comprimento de onda de 0,85 mícrons - os aquecedores mais acessíveis e baratos, fabricados em uma gama muito ampla. No entanto, a atenuação neste comprimento de onda para a fibra multimodo está na gama de 3-4 dB km / e não pode ser significativamente melhorada. A largura de banda de uma fibra multimodo até 800 MHz * km, o que é aceitável para as redes locais, mas não o suficiente para linhas de transmissão.

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