optinen kuitu

Tekniikka

2022

Selitämme, mitä valokuitu on ja miten se toimii. Lisäksi, mihin se on tarkoitettu, kuituoptiikan ominaisuudet, edut ja haitat.

Kuituoptiikka on edistynein saatavilla oleva kaapelisiirtoväline.

Mikä on valokuitu?

Kuituoptiikka on fyysinen siirtoväline tiedot, yleinen tieto- ja tietoliikenneverkoissa, joka koostuu ohuesta lasifilamentista tai muovi-, jonka kautta pulsseja valoa laser tai led, joka sisältää tiedot lähettää.

Näiden valopulssien välittämisen kautta tietoa voidaan lähettää ja vastaanottaa suurilla nopeuksilla kaapelin läpi, suojassa sähkömagneettisilta häiriöiltä ja radion nopeuksilla. Tämä tekee kuituoptiikasta edistyneimmän saatavilla olevan kaapelinsiirtovälineen.

Kuituoptiikan toteutus on vuosisatojen perillinen tutkimusta Y kokeilu valosta ja sen ominaisuuksista muinaisista ajoista, jolloin kreikkalaiset kommunikoivat auringonvalon heijastuksen kautta pienissä peileissä, valon optisia kokeita. Tieteellinen vallankumous, kunnes Claude Chappe keksi optisen lennätyksen vuonna 1792, ja ranskalaisten fyysikkojen Jean-Daniel Colladonin ja Jacques Babinetin sekä irlantilaisen John Tyndallin myöhempään työhön, kaikki 1800-luvun lopulla.

Kuituoptiikka sellaisenaan ei nauttisi kiinnostuksen kohde insinööreistä vuoteen 1950 asti ja vuonna 1970 ensimmäinen kappale valmistettiin käyttämällä piidioksidissa olevan titaanin epäpuhtauksia Robert Maurerin, Donald Keckin, Peter Schultzin ja Frank Zimarin työn avulla. Ensimmäinen tiedonsiirto tämän välineen kautta tehtiin 22. huhtikuuta 1977 Long Beachissä, Kaliforniassa, ja 1980-luvulla sitä täydennettiin ja sitä alettiin toteuttaa kansainvälisessä mittakaavassa.

Mihin valokuitu on tarkoitettu?

Kuituoptiikka on ihanteellinen kaapeliteleviestintään, mikä mahdollistaa pitkän kantaman ja paikallisten tietokoneverkkojen perustamisen ilman, että tiedon menetys on mahdollisimman vähäistä.

Sen sovellukset ovat tällä alalla monipuoliset, mikä mahdollistaa verkkomateriaalin, valokuituanturien (lämpötilan, Paine tai valotasot), valaistusmateriaali (erityisen tehokas, koska se ei vaadi valonlähteen läheisyyttä) ja on hyödyllinen myös koristeluun (on puita joulu valmistettu kuituoptiikasta) tai läpikuultavan betonin osana.

Miten kuituoptiikka toimii?

Optisen kuidun toimintaperiaate on Snellin lain mukainen, jonka avulla voidaan laskea valon taitekulma, kun se siirtyy väliaineesta toiseen, jolla on eri taitekerroin.

Siten kuidun sisällä valonsäteet jäävät loukkuun ja etenevät ytimeen, ottaen huomioon verhouksen fysikaaliset ominaisuudet ja sopivan heijastuskulman, kuljettaen lähetetyn tiedon määränpäähän. Jälkimmäisessä se toimii samalla tavalla kuin lennätin.

Kuituoptiset ominaisuudet

Nykyään käytetty optinen kuitu koostuu ytimestä muovi- tai lasi (pii ja germaniumoksidi), jolla on korkea taitekerroin, päällystetty vastaavalla muovilla, mutta jolla on pienempi taitekerroin.

Siten sisällä olevan valon etenemismekanismin mukaan optinen kuitu voi olla kahden tyyppistä:

  • Yksimuotoinen kuitu. Se mahdollistaa yhden valomuodon etenemisen vähentämällä kuidun ytimen halkaisijaa, mikä mahdollistaa tiedon lähettämisen pitkiä matkoja ja hyvällä siirtonopeudella.
  • Multimodaalinen kuitu. Se mahdollistaa valonsäteiden leviämisen useammalla kuin yhdellä tavalla (yli tuhat eri moodia), mikä lisää virhemarginaalia ja tekee siitä ei kovin suositeltavaa erittäin pitkän matkan yhteyksissä.

Kuituoptiikan edut

Kuituoptiikka on tunnetuin kaapelitiedonsiirron muoto.

Optisella kuidulla on seuraavat edut:

  • Se vie vähän tilaa. Pienen kokonsa vuoksi se on erittäin joustava, mikä helpottaa sen asennusta.
  • Se on kevyttä. No, se painaa kahdeksan kertaa vähemmän kuin tavallinen kaapeli.
  • Se tuottaa suurta vastusta. Sekä mekaaninen että lämpö ja kestää hyvin korroosio.
  • Se on ekologisempaa. Verrattuna perinteisen johdotuksen jättämään jätteeseen.
  • Immuuni sähkömagneettisille häiriöille. Kun otetaan huomioon sen komponenttien luonne.
  • Nopeaa, tehokasta ja turvallista. Se on tunnetuin kaapelitiedonsiirron muoto.

Kuituoptiikan haitat

Kuituoptiikan haitat osoittavat seuraavat:

  • Ne ovat hauraita. Koska sisällä oleva lasi on herkkä rikkoutumaan.
  • Se vaatii muuntimia. Palauttaaksesi valoenergia sen informatiivisessa merkityksessä.
  • Liitokset ovat vaikeita. Varsinkin maaseudulla.
  • Se ei välitä sähköenergiaa. Siksi se vaatii monimutkaisia ​​emitterit ja kuljettimet, joiden tarjonta Energiaa sitä ei voi ottaa itse rivistä.
  • Se vanhenee veden läsnäollessa. Mikä rajoittaa sen maailmanlaajuista käyttöä.
  • Optisia muisteja ei ole.
!-- GDPR -->