83055

Оптоволоконні лінії зв’язку

Реферат

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Найважливіший з компонентів ВОЛЗ - оптичне волокно. Для передачі сигналів застосовуються два види волокна: одномодове і багатомодове. Свою назву волокна отримали від способу розповсюдження випромінювання в них. Волокно складається з серцевини і оболонки з різними показниками заломлення.

Украинкский

2015-03-06

25.23 KB

21 чел.

Оптоволоконні лінії зв`язку

     Здавна людина прагне щось вдосконалювати, розробляти, відкривати. Ми створюємо сучасну побутову техніку, обладнання, комп`ютери, автомобілі…  Але окрім винаходження нового треба вдосконалювати й старе. Прикладом таких вдосконалень є нові лінії зв`язку.

   Раніше людство користувалося коаксіальними (мідними) кабелями. Але швидкість та якість передачі інформації була надто низькою, особливо при передачі на далекі відстані великої к-ті інф-ції. Нещодавно людина винайшла принципово новий вид зв`язку - зв`язок за допомогою оптоволоконних лінії (кабелів). ВОЛЗ - це вид зв'язку, при якому інформація передається по оптичним діелектричним хвилеводам, відомим під назвою "оптичне волокно". Перевагами ВОЛЗ є:

  1.  можна передавати інформацію зі швидкістю близько 1,1 Терабіт/с. Кажучи іншими словами, по одному волокну можна передати одночасно 10 мільйонів телефонних розмов і мільйон відеосигналів.
  2.  дуже мала (у порівнянні з іншими середовищами) швидкість згасання світлового сигналу в волокні. Це означає, що можна здійснювати передачу великих обсягів інф-ції на великі відстані.
  3.  важлива властивість оптичного волокна - довговічність.
  4.  оптичні волокна дуже компактні і легкі (вигот. з кварцу).
  5.  системи зв'язку на основі оптичних волокон стійкі до електромагнітних перешкод, передана по світловодам інформація захищена від несанкціонованого доступу.

  Є в ВОЛЗ і недоліки:

  1.  потрібні активні високонадійні матеріали.
  2.  потрібно дороге технологічне обладнання.
  3.   витрати на відновлення вище, ніж при роботі з мідними кабелями.

Будова оптично-волоконного кабелю

 1.Найважливіший з компонентів ВОЛЗ - оптичне волокно. Для передачі сигналів застосовуються два види волокна: одномодове і багатомодове. Свою назву волокна отримали від способу розповсюдження випромінювання в них. Волокно складається з серцевини і оболонки з різними показниками заломлення. У одномодовому волокні діаметр світловодної жили - 8-10 мкм. При такій геометрії у волокні може розповсюджуватися тільки один промінь (одна мода). У багатомодового волокна розмір світловодної жили близько 50-60 мкм, що робить можливим поширення великої кількості променів (багато мод).

  2.Елементи в кабелі поєднуються двома способами: рухомо (за допомогою мікрошурупів) або нерухомо (зрощуванням).

  3.Після того, як оптичний кабель прокладений, необхідно з'єднати його з приймально-передавальної апаратурою. Зробити це можна за допомогою оптичних конекторів (з'єднувачів).

   4.Лазерні модулі для ВОЛЗ виготовляються на основі високоефективних лазерних діодів.

   5. Фотоприймальні модулі виготовляються на основі фотодіодів.

Саме волокно складається з таких ел-тів:

  1.  сердечник – безпосередньо проводить світло
  2.  скляна оболонка з нижчим, ніж у сердечника, коефіцієнтом заломлення – запобігає розсіюванню променя
  3.  пластикова оболонка – для захисту скла і гнучкості

 А кабель:

  1.  оболонка-закріплювач – діелектрик, найчастіше містить в собі три-чотири волокна
  2.  гідрофобний наповнювач – маса між волокнами, що з`єднано
  3.  центральні і колові силові елементи – підсилюють дію променя, підтримують напрям
  4.  зовнішня захисна оболонка – містить декілька скупчень волокон, діелектрик.

 Кабель занурюють у землю на глибину в 1-1,5 м. Оптоволоконна лінія іде і на дні Атлантичного океану.

Принцип дії ВОЛЗ

   Для поширення променів у волокні застосовують лазерні світлодіоди – вони мають високу інтенсивність випромінювання та силу проміння.

 Потрапляючи у волокно, промінь світла заломлюється на межі «серцевина-оболонка». Так промінь «стрибає» від стінки до стінки, заломлюючись; якщо виконується умова повного віддзеркалення склом променя, то він проходить практично без втрат на розсіювання.

 В одномодовому волокні промінь рухається точніше і без втрат, але не дуже швидко.

 В багатомодовому волокні рухається два та більше промені. Такі ВОЛЗ використовуються для передачі складних імпульсів у технологіях обробки інформації. Оскільки промені можуть змінювати траєкторію руху, тут важливо правильно встановити коефіцієнти заломлення і дисперсії для кожного світлового сигналу. Діаметр типової ВОЗЛ приблизно 75-100 мкм.

 Щоб дослідити схему роботи повноцінного обладнання з ВОЛЗ, уявімо собі наш комп`ютер на мережу Інтернет, що підключена до нього. Від LED (лазеру) або фотодіода по оптоволокнам передається світловий промінь. Від LED (лазеру) або фотодіода по оптоволокнам передається світловий промінь. У потужній збиральній лінзі цей потік світла (або навіть декілька, з різних джерел) збираються у один промінь.. Якщо пустити його в трубках у лампу розжарювання, можна отримати прожектор, але невеликої потужності: світло встигає розсіюватися. А ось у СВЧ-пічці такий принцип діє ефективніше: під дією променя термоелементи нагріваються достатньо для приготування їжі.

 Більш складні механізми (телефони, комп`ютери із Інтернетом) передбачають такий самий принцип, але з перетворенням певного виду енергії на світлову, а світлової – на будь-яку іншу.

 Таким чином, за допомогою нескладного пристрою - оптоволокон – можна здійснювати передачу інформації будь-якого характеру й обсягу на будь-які відстані. Також ВОЛЗ використовують для:

  1.  вимірювання швидкості світлової хвилі у певному середовищі (пропускають світло крізь волокно)
  2.  контролю якості хім. продукції сенсорними датчиками
  3.  виготовлення теле- і мікроскопічних систем

Матеріали, з яких роблять ВОЛЗ

 Матеріалами для оптоволокон слугують кварц і кварцове скло (88 % ВОЛЗ). Рідше основним матеріалом стають поліметилметастероїдна маса (сердечник) і фторополімери (оболонка).

  


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

32733. Сила тяжести и вес тела. Упругие силы. Силы трения 43.5 KB
  Силы трения. Сила трения Трение один из видов взаимодействия тел. Трение как и все другие виды взаимодействия подчиняется третьему закону Ньютона: если на одно из тел действует сила трения то такая же по модулю но направленная в противоположную сторону сила действует и на второе тело. Силы трения как и упругие силы имеют электромагнитную природу.
32734. Законы сохранения. Силы внутренние и внешние. Замкнутая система. Сохраняющиеся величины. Связь законов сохранения со свойствами пространства и времени 32.5 KB
  Силы внутренние и внешние. Внешние и внутренние силы Внешняя сила это мера взаимодействия между телами. В задачах сопротивления материалов внешние силы считаются всегда заданными. Внешние силы делятся на объемные и поверхностные.
32735. Закон сохранения импульса. Реактивное движение. Движение тела с переменной массой 36 KB
  импульс p замкнутой системы не изменяется с течением времени т. Однородность пространства проявляется в том что физические свойства замкнутой системы и законы ее движения не зависят от выбора положения начала координат инерциальной системы отсчета т. не изменяются при параллельном переносе в пространстве замкнутой системы отсчета как целого. Если система не замкнутая но действующие на нее внешние силы таковы что их равнодействующая равна 0 то согласно законам Ньютона импульс системы не изменяется с течением времени p=const.
32736. Работа переменной силы и мощность. Кинетическая энергия частицы 42.5 KB
  Работа переменной силы Пусть тело движется прямолинейно с равномерной силой под углом к направлению перемещения и проходит расстояние S Работой силы F называется скалярная физическая величина равная скалярному произведению вектора силы на вектора перемещения. Работа совершенная силой на данном участке определяется по представленной формуле d=F dS cos = = │F││dr│ cos =F;dr=FdS =FS cos =FS . Таким образом работа переменной силы на участке траектории равна сумме элементарных работ на отдельных малых участках пути...
32737. Потенциальная энергия. Виды потенциальной энергии. Связь силы и потенциальной энергии 55 KB
  Виды потенциальной энергии. Связь силы и потенциальной энергии. Рассмотрение примеров взаимодействия тел силами тяготения и силами упругости позволяет обнаружить следующие признаки потенциальной энергии: Потенциальной энергией не может обладать одно тело не взаимодействующее с другими телами. Связь силы и потенциальной энергии Каждой точке потенциального поля соответствует с одной стороны некоторое значение вектора силы действующей на тело и с другой стороны некоторое значение потенциальной энергии .
32738. Полная механическая энергия частицы. Консервативные и диссипативные системы. Закон сохранения энергии 34 KB
  Закон сохранения энергии. Механическая энергия частицы в силовом поле Сумму кинетической и потенциальной энергии называют полной механической энергией частицы в поле: 5. Консервативная система физическая система работа неконсервативных сил которой равна нулю и для которой имеет место закон сохранения механической энергии то есть сумма кинетической энергии и потенциальной энергии системы постоянна. вызывающих убывание механической энергии и переход её в другие формы энергии например в тепло консервативная система...
32739. Закон всемирного тяготения. Гравитационное поле и его характеристики. Потенциал поля. Связь между потенциалом и напряжённостью поля. Космические скорости 42.5 KB
  Потенциал поля. Связь между потенциалом и напряжённостью поля. В виде формулы это записывается так: F=Gm1m2 r2 где G гравитационная константа определяемая экспериментально 667 × 1011 Нм2 кг2 ГРАВИТАЦИОННОЕ ПОЛЕ поле тяготения один из видов поля физического посредством которого осуществляется гравитационное взаимодействие притяжение тел. Об интенсивности гравитационного поля очевидно можно судить по величине силы действующей в данной точке на тело с массой равной единице.
32740. Вывод основного закона динамики вращательного движения 29 KB
  Вывод основного закона динамики вращательного движения. К выводу основного уравнения динамики вращательного движения. Динамика вращательного движения материальной точки. В проекции на тангенциальное направление уравнение движения примет вид: Ft = mt.
32741. Момент инерции тела относительно оси. Момент инерции кольца, диска 31 KB
  Момент инерции тела относительно оси. Момент инерции кольца диска. Момент инерции тела относительно оси определяется согласно формулеи если известно pаспpеделение масс частей тела относительно оси он может быть найден прямым вычислением. Конечно с помощью компьютера интеграл можно вычислить но аналитически моменты инерции обычно вычисляют лишь для простейших случаев однородных тел.