Як працює оптичний волоконний зв’язок і чому він використовується у високошвидкісному зв’язку

Оптичне волокно - це спосіб зв'язку, при якому сигнал передається у вигляді світла, а оптичне волокно використовується як засіб передачі цього світлового сигналу з одного місця в інше. Сигнал, що передається в оптичному волокні, перетворюється з електричного сигналу в світло і на приймальному кінці він перетворюється назад в електричний сигнал від світла. Дані, що надсилаються, можуть бути у формі аудіо-, відео- або телеметричних даних, що надсилаються на великі відстані або через Локальні мережі. Оптичний волоконний зв’язок, що має хороші результати у передачі даних на великі відстані з високою швидкістю, він використовувався як додаток для різних цілей зв'язку.

Як працює волоконно-оптичний зв’язок?

Процес оптичного волокна передає сигнал у вигляді світла, який спочатку перетворюється у світло від електричних сигналів і передається, а потім навпаки відбувається на приймаючій стороні.

Цей процес можна пояснити за допомогою схеми, як показано нижче:

Сторона передавача:

На стороні передавача, спочатку, якщо дані є аналоговими, вони надсилаються в кодер або схему перетворювача, який перетворює аналоговий сигнал у цифрові імпульси 0,1,0,1… (залежно від того, як дані) і передаються через схема передавача джерела світла. І якщо вхід цифровий, то він безпосередньо надсилається через схему передавача джерела світла, яка перетворює сигнал у вигляді світлових хвиль.

Оптичний волоконний кабель:

Світлові хвилі, прийняті від ланцюга передавача на волоконно-оптичний кабель, тепер передаються від місця джерела до місця призначення і приймаються на блоці приймача.

Сторона приймача:

Тепер на стороні приймача фотоелемент, також відомий як детектор світла, приймає світлові хвилі від волоконно-оптичного кабелю, підсилює його за допомогою підсилювача і перетворює у відповідний цифровий сигнал. Тепер, якщо вихідне джерело цифрове, сигнал далі не змінюється, а якщо вихідному джерелу потрібен аналоговий сигнал, тоді цифрові імпульси потім перетворюються назад в аналоговий сигнал за допомогою схеми декодера.

Весь процес передачі електричного сигналу від однієї точки до іншої шляхом перетворення його в світло та використання волоконно-оптичного кабелю як джерела передачі відомий як оптичне волоконне спілкування.

Чому використовується волокно?

Волокнисті дроти замінили мідний дріт як передавальний кабель, оскільки він має більше переваг, ніж електричні кабелі.

Велика пропускна спроможність : одне кремнеземне волокно може нести сотні тисяч телефонних каналів, використовуючи лише невелику частину теоретичної потужності.
Невеликі втрати : Для сучасних одномодових кремнеземних волокон втрачається приблизно 0,2 дБ / км сигналу, завдяки чому багато десятків кілометрів можна подолати, не посилюючи сигнали.
Легке посилення : Велика кількість каналів може бути посилена в одному волоконному підсилювачі, якщо це потрібно для дуже великих відстаней передачі.
Низька вартість : Завдяки величезній швидкості передачі, що досягається, вартість перенесеного біта може бути надзвичайно низькою.
Мала вага: Порівняно з електричними кабелями, волоконно-оптичні кабелі дуже легкі.
Відсутність перешкод: Волоконно-оптичні кабелі не застраховані від проблем, що виникають з електричними кабелями, таких як заземлення або електромагнітні перешкоди (ЕМІ).

Причини чітко пояснюють, що волоконно-оптичні кабелі набагато кращі, ніж коаксіальні мідні кабелі, і саме тому волоконно-оптичні кабелі є кращими, ніж звичайні середовища передачі.

Чому світло, а не електрика?

Світло або лазерне світло (якщо бути точнішим) використовується для оптичного волоконного зв'язку через те, що лазерне світло є одним джерелом світла з однією довжиною хвилі. У той час як інші світлові сигнали, такі як сонячне світло або світло лампи, мають багато довжин хвиль світла, і як результат, якщо їх використовувати для зв'язку, вони будуть виробляти промінь, який є дуже менш потужним, а з іншого боку, лазер, що має один промінь, призведе до більш потужний промінь як вихід.

Отже, менша дисперсія, передача більшої кількості сигналів і споживання менше часу робить світло хорошим джерелом для спілкування.

Характеристика волоконно-оптичного зв'язку

У зв'язку з оптичним волокном світло використовується як сигнал, який передається всередині волоконно-оптичного кабелю. Цей спосіб спілкування має характеристики, які важливо обговорити, і робить його хорошим способом спілкування.

Смуга пропускання - одиночна лазерна дисперсія світла означає, що може передаватися велика кількість сигналу (інформація передається в бітах) в секунду, що призводить до великої смуги пропускання на великі відстані.
Менший діаметр - діаметр оптичного волоконного кабелю становить близько 300 мікрометрів у діаметрі.
Легкий - Оптичний волоконний кабель має малу вагу порівняно з мідним кабелем.
Передача сигналу на великі відстані - Оскільки лазерне світло не розсіюється, його можна легко передавати на великі відстані.
Низьке загасання - Волокно виготовляється зі скла, і через нього проходить лазер, переданий сигнал має лише 0,2 дБ / км втрат.
Захист передачі - Оптичне шифрування та відсутність електромагнітного сигналу роблять дані захищеними через оптичне волокно.

Застосування оптичного волокна

Зв'язок з оптичним волокном в основному використовується в галузі телекомунікацій, яка використовує оптичне волокно для:

Передача телефонних сигналів.
Інтернет-спілкування.
Кабельне телебачення Передача сигналу.

Окрім цього, оптичне волокно сьогодні використовується скрізь у будинках, на промислових підприємствах, в офісах як для міжміських зв’язків, так і для зв’язку на невеликій відстані.

Вплив опозиційного волокна на IoT (Інтернет речей)

Зв'язок з волоконною оптикою матиме великий вплив на IOT, і ці перелічені речі пояснять вам, як IOT вимагає волоконної оптики.

Медіа для швидкої передачі - майбутнє буде IOT, і всі наші пристрої та речі будуть підключені до Інтернету, який потребує хорошого зв'язку та високої швидкості. Єдиним носієм передачі, який підтримує таку вимогу, є оптичне волокно. Майбутнє потребує IOT та IOT потребують оптичного волокна для найкращого зв'язку, яке може допомогти досягти швидкості бездротової передачі даних до 100 Гбіт / с, забезпечуючи зв’язок та велику передачу даних за лічені секунди.
Безпека даних - Безпека в Інтернеті речей є головною проблемою, коли ми думаємо про велику кількість даних, що передаються між мільярдами пристроїв, з’єднаних разом. Злом даних із засобів комунікації можливий, якщо це не оптичне волокно. Оптичні волокна дуже важко зламати, і зламати їх, не виявивши, майже неможливо. Знову ж таки, оптичне волокно може допомогти захистити дані та передати їх на дуже високій швидкості.
Відсутність втрат даних через перешкоди - Оптичні волоконні кабелі можна встановлювати де завгодно (навіть під водою або в місцях з високою температурою) і не мають електромагнітних перешкод, що не спричиняє втрати даних через перешкоди.