Iосветитель
Выходной сигнал микрокомпьютерной системы управления представляет собой электрический сигнал, а оптоволоконная система передает оптический сигнал.Следовательно, чтобы передать электрический сигнал, генерируемый микрокомпьютерной системой, по оптическому волокну, электрический сигнал сначала необходимо преобразовать в оптический сигнал.Источник света представляет собой такое электрооптическое преобразовательное устройство.
Источник света сначала преобразует электрический сигнал в оптический сигнал, а затем отправляет оптический сигнал в оптическое волокно.В волоконно-оптической системе источник света занимает очень важное место.В качестве оптоволоконных источников света могут использоваться лампы накаливания, лазеры и полупроводниковые источники света.Полупроводниковый источник света представляет собой использование полупроводникового PN-перехода для преобразования электрической энергии в световую энергию. Обычно используемые полупроводниковые источники света представляют собой полупроводниковые светоизлучающие диоды (LED) и лазерные диоды (LD).
Полупроводниковый источник света широко используется в системах передачи по оптоволокну из-за его преимуществ: небольшого размера, легкого веса, простой конструкции, простоты в использовании и простоты совместимости с оптическим волокном.
Pгорячий приемник
Прежде чем оптический сигнал, передаваемый по оптическому волокну, будет принят микрокомпьютерной системой, он должен сначала восстановиться до соответствующего электрического сигнала.Это преобразование достигается с помощью светоприемника.Роль оптического приемника заключается в преобразовании оптического сигнала, передаваемого по оптическому волокну, в электрический сигнал, а затем электрический сигнал обрабатывается системой управления.Оптический приемник основан на принципе фотоэлектрического эффекта: свет облучает PN-переход полупроводника, а PN-переход полупроводника создает носитель после поглощения световой энергии, поэтому генерируется фотоэлектрический эффект PN-перехода, таким образом преобразование оптического сигнала в электрический сигнал.Полупроводниковые приемники, используемые в волоконно-оптических системах, в основном включают полупроводниковые фотодиоды, фототриоды, фотоумножители и фотоэлементы.Фотоэлектрический триод может не только превращать сигнал падающего света в электрический сигнал, но и усиливать электрический сигнал, который может быть хорошо согласован со схемой интерфейса системы управления, поэтому фотоэлектрический триод является наиболее широко используемым.
Оптоволокно
Оптическое волокно является каналом передачи оптического сигнала и ключевым материалом оптоволоконной связи.
Оптическое волокно состоит из сердцевины, оболочки, слоя покрытия и оболочки, представляющей собой симметричный цилиндр с многослойной диэлектрической структурой.Основная часть сердцевины волокна состоит из диоксида кремния, который смешивается с небольшими количествами других материалов для улучшения оптического показателя преломления материала.За пределами сердцевины волокна имеется слой оболочки, а оболочка и сердцевина волокна имеют разные оптические показатели преломления, а оптический показатель преломления сердцевины волокна выше, чтобы гарантировать, что оптический сигнал в основном передается в сердцевине волокна.Снаружи оболочки находится слой краски, используемый в основном для повышения механической прочности волокна, чтобы волокно не подвергалось внешним повреждениям.Самый внешний слой оптического волокна — это оболочка, которая также играет защитную роль.
Двумя основными характеристиками оптических волокон являются затухание и дисперсия.Потери — это затухание или дисперсия оптического сигнала на единицу длины, выраженная в дБ/км, параметр связан с расстоянием передачи оптического сигнала, чем больше потери, тем короче расстояние передачи.Мультимикрокомпьютерная система управления лифтом обычно имеет короткое расстояние передачи, поэтому для снижения затрат большинство из них выбирают пластиковое оптическое волокно.Дисперсия волокна в основном связана с уширением импульса.В системе управления лифтом Mitsubishi оптоволоконная связь в основном используется для передачи данных между групповым управлением и одинарной лестницей, а также для передачи данных между двумя параллельными одинарными лестницами.Оптоволоконное устройство, используемое лифтом Mitsubishi, в основном состоит из источника света, оптического приемника и оптического волокна, при этом источник света и оптический приемник упакованы в фиксированную вилку разъема оптического волокна, и оптическое волокно подключено. к динамическому разъему.
Технология оптического мультиплексирования с разделением по длине волны
Технология мультиплексирования с разделением по длине волны (WDM) подразумевает использование нескольких лазеров для одновременной передачи нескольких длин волн света по одному и тому же оптическому волокну.Это может значительно улучшить пропускную способность системы передачи по оптоволоконному кабелю.Система WDM 1,6 Тбит/с получила широкое коммерциализацию.В целях дальнейшего улучшения пропускной способности оптоволоконной передачи DWDM (плотное мультиплексирование с разделением по длине волны) с 1995 года стало основным международным объектом исследований, и Lucent Bell Laboratories полагает, что пропускная способность коммерческих систем DWDM может достигать 100 Тбит/с.DWDM на базе 10 Гбит/с постепенно стал основным направлением базовой сети у многих операторов нашей страны.Помимо увеличения количества длин волн и пропускной способности системы DWDM, расстояние оптической передачи также увеличилось с 600 км до более чем 2000 км.Кроме того, при расширении городской оптической транспортной сети также появился метод грубого мультиплексирования с разделением по длине волны (CWDM), обладающий преимуществами большой пропускной способности, передачи на короткие расстояния и низкой стоимости.Исследователи также обнаружили, что WDM-мультиплексирование нескольких сигналов OTDM с оптическим временным разделением может значительно улучшить пропускную способность.При правильном сочетании он может обеспечить передачу выше Тбит/с, поэтому он также стал направлением развития будущей оптоволоконной связи.Большинство лабораторных экспериментов по передаче данных на скорости более 3 Тбит/с проводятся таким образом.
Технология оптической солитонной связи
Свет представляет собой особый вид ультракоротких световых импульсов порядка пс, его форма и скорость остаются неизменными после передачи на большие расстояния по оптическим волокнам.Оптическая солитонная связь — это использование оптического солитона в качестве носителя для достижения связи без искажений на большие расстояния, а передача информации может достигать тысяч миль при условии нулевого кода ошибки.Многие испытания показали, что его можно использовать для подводной оптической кабельной связи и т. д., а также он подходит для объединения с системой WDM для формирования сверхвысокоскоростной оптической связи большой пропускной способности, когда скорость одного канала достигает 40 Гбит/с или более того, преимущества оптической солитонной связи могут быть полностью отражены.
Технология доступа по оптоволоконному кабелю
Оптоволоконный доступ с использованием технологии PON можно комбинировать с различными технологиями, такими как ATMSDH и Ethernet соответственно, для создания APON, GPON, EPON.Напротив, EPON унаследовал преимущества Ethernet, а стоимость относительно низкая, после объединения с технологией оптоволокна EPON не только ограничивается локальными сетями, но также распространяется на городские сети и даже глобальные сети.Оптическое волокно для дома также использует технологию EPON;GPON имеет наибольшие преимущества в поддержке услуг коммутации каналов и может в полной мере использовать существующую технологию SDH, но технология сложна и ее стоимость высока.APON будет использоваться для реализации схем FTTH.
Область применения
Область применения оптоволоконной связи очень широка, в основном используется на местной магистральной линии, здесь можно в полной мере реализовать преимущества оптоволоконной связи, постепенно заменить кабель и широко использовать.Он также используется для междугородной магистральной связи, которая в прошлом в основном опиралась на кабельную, микроволновую и спутниковую связь, а теперь постепенно использует оптоволоконную связь и образует доминирующий в мире метод передачи битов.Для глобальных сетей связи, общедоступных телекоммуникационных сетей в различных странах (таких как национальная основная магистраль Китая, вторичная магистральная магистраль провинции и ответвления округа);Он также используется для высококачественной передачи цветного телевидения, мониторинга и планирования промышленных производственных объектов, контроля и управления дорожным движением, городских сетей кабельного телевидения, систем с общей антенной (CATV), для оптоволоконных локальных сетей и других целей, например, в самолетах. , космические корабли, корабли, подземные шахты, энергетика, военная промышленность, коррозия и радиация.
Система оптоволоконной передачи в основном состоит из оптического передатчика, оптического приемника, оптической кабельной линии передачи, оптического повторителя и различных пассивных оптических устройств.Для достижения связи основной сигнал также должен быть обработан электрическим терминалом и отправлен в систему передачи по оптоволоконному кабелю для завершения процесса связи.
Он подходит для аналоговой оптоволоконной системы связи, но также подходит для цифровой оптоволоконной системы связи и системы передачи данных.В системе аналоговой оптоволоконной связи обработка электрического сигнала относится к усилению группового сигнала, предварительной модуляции и другой обработке, а обратная обработка электрического сигнала представляет собой обратный процесс исходной обработки, то есть демодуляцию, усиление и другую обработку. .В системах цифровой оптоволоконной связи обработка электрического сигнала относится к усилению, дискретизации, квантованию сигналов основной полосы частот, то есть к импульсно-кодовой модуляции (ИКМ) и кодированию типа линейного кода, а обратная обработка электрического сигнала также является обратным процессом источник.Для передачи данных по оптоволокну обработка электрического сигнала в основном включает в себя усиление сигнала, а система цифровой связи отличается от нее, не требуя преобразования кода.
