- Kako deluje optična komunikacija?
- Zakaj se uporablja Fiber?
- Zakaj svetloba in ne elektrika?
- Značilnosti optične komunikacije
- Uporaba optičnih vlaken
- Opotični vpliv vlaken na IoT (Internet stvari)
Komunikacija z optičnimi vlakni je način komunikacije, pri katerem se signal prenaša v obliki svetlobe, optična vlakna pa se uporabljajo kot medij za prenos teh svetlobnih signalov z enega kraja na drugega. Signal, ki se prenaša v optičnih vlaknih, se pretvori iz električnega signala v svetlobo in na sprejemnem koncu se pretvori nazaj v električni signal svetlobe. Poslani podatki so lahko v obliki avdio, video ali telemetričnih podatkov, ki jih je treba poslati na velike razdalje ali prek lokalnih omrežij. Komunikacija z optičnimi vlakni z dobrimi rezultati pri prenosu podatkov na velike razdalje z visoko hitrostjo je bila uporabljena kot aplikacija za različne komunikacijske namene.
Kako deluje optična komunikacija?
Optične komunikacijske proces oddaja signal v obliki svetlobe, ki se najprej pretvori v svetlobo iz električne signale in prenaša, nato pa obratno se zgodi na sprejemni strani.
Ta postopek je mogoče razložiti s pomočjo diagrama, kot je prikazano spodaj:
Stran oddajnika:
Na strani oddajnika se najprej, če so podatki analogni, pošlje v kodirnik ali pretvorniško vezje, ki pretvori analogni signal v digitalne impulze 0,1,0,1… (odvisno od tega, kako so podatki) in posredujejo skozi vezje oddajnika svetlobnega vira. In če je vhod digitalni, se neposredno pošlje skozi oddajniško vezje vira svetlobe, ki pretvori signal v obliki svetlobnih valov.
Optični kabel:
Svetlobni valovi, sprejeti iz oddajnega vezja na optični kabel, se zdaj prenašajo od mesta vira do cilja in sprejemajo na sprejemniškem bloku.
Stran sprejemnika:
Zdaj na strani sprejemnika fotocelica, znana tudi kot detektor svetlobe, sprejme svetlobne valove iz kabla optičnih vlaken, jo ojači z ojačevalnikom in pretvori v ustrezen digitalni signal. Če je izhodni vir digitalni, se signal ne spreminja naprej in če izhodni vir potrebuje analogni signal, se digitalni impulzi nato pretvorijo nazaj v analogni signal z vezjem dekodirnika.
Celoten postopek prenosa električnega signala z ene točke na drugo s pretvorbo v svetlobo in uporabo optičnega kabla kot vira prenosa je znan kot komunikacija z optičnimi vlakni.
Zakaj se uporablja Fiber?
Vlaknene žice so zamenjale bakreno žico kot prenosni kabel, saj ima več prednosti kot električni kabli.
- Velika prenosna zmogljivost : eno silicijevo vlakno lahko prenaša na stotine tisoč telefonskih kanalov, pri čemer izkoristi le majhen del teoretične zmogljivosti.
- Majhne izgube : Pri sodobnih enosmernih kremenčevih vlaknih se izgubi približno 0,2 dB / km signala, tako da je mogoče brez dušenja signalov premostiti več deset kilometrov.
- Enostavno ojačanje : Veliko ojačevalnih kanalov je mogoče ojačati z enim ojačevalnikom, če je to potrebno za zelo velike prenosne razdalje.
- Nizki stroški : Zaradi dosegljive velike hitrosti prenosa so lahko stroški na prepeljani bit zelo nizki.
- Lahka teža : V primerjavi z električnimi kabli so optični kabli zelo lahki.
- Brez motenj: Optični kabli so imuni na težave, ki se pojavijo z električnimi kabli, kot so ozemljitvene zanke ali elektromagnetne motnje (EMI).
Razlogi jasno pojasnjujejo, da so optični kabli veliko boljši od koaksialnih bakrenih kablov, zato imajo optični kabli prednost pred običajnimi prenosnimi mediji.
Zakaj svetloba in ne elektrika?
Za komunikacijo z optičnimi vlakni se uporablja svetloba ali laserska svetloba (če smo natančni), ker je laserska svetloba en svetlobni vir z eno valovno dolžino. Medtem ko imajo drugi svetlobni signali, kot sta sončna ali žarnična svetloba, veliko valovnih dolžin svetlobe, zato bi, če bi jih uporabili za komunikacijo, proizvedli zelo močan žarek, po drugi strani pa bi laser z enim žarkom povzročil močnejši žarek kot izhod.
Torej, manj razpršenosti, oddajanje večjega števila signalov in poraba manj časa, naredi svetlobo dober vir za komunikacijo.
Značilnosti optične komunikacije
Pri komunikaciji z optičnimi vlakni se svetloba uporablja kot signal, ki se prenaša znotraj kabla optičnih vlaken. Ta način komunikacije ima značilnosti, o katerih je pomembno razpravljati, in je dober način komunikacije.
- Pasovna širina - enojna laserska disperzija svetlobe pomeni, da se lahko odda dobra količina signala (informacije se prenašajo v bitih) na sekundo, kar ima za posledico veliko pasovno širino na dolge razdalje.
- Manjši premer - premer kabla z optičnimi vlakni je približno 300 mikrometrov v premeru.
- Majhna teža - Optični kabel je v primerjavi z bakrenim kablom majhen.
- Prenos signala na velike razdalje - Ker se laserska svetloba ne razprši, jo je mogoče zlahka prenašati na velike razdalje.
- Nizko oslabitev - Vlakno je izdelano iz stekla in skozi njega potuje laser, oddani signal pa ima le 0,2 dB / km izgube.
- Varnost prenosa - Optično šifriranje in odsotnost elektromagnetnega signala zagotavljata varnost podatkov prek optičnih vlaken.
Uporaba optičnih vlaken
Komunikacija z optičnimi vlakni se uporablja predvsem v telekomunikacijski industriji, ki optična vlakna uporablja za:
- Prenos telefonskih signalov.
- Internetna komunikacija.
- Prenos signala po kabelski televiziji.
Poleg tega se optična vlakna danes uporabljajo povsod v domovih, industriji, pisarnah tako za dolge razdalje kot za komunikacijo na majhnih razdaljah.
Opotični vpliv vlaken na IoT (Internet stvari)
Komunikacija optičnih vlaken bo močno vplivala na IOT in te stvari vam bodo razložile, kako IOT potrebuje optično vlakno.
- Mediji za hitri prenos - prihodnost bo IOT in vse naše naprave in stvari bodo povezane v internet, ki potrebuje dobro komunikacijo in visoko hitrost. Edini medij za prenos, ki podpira takšno zahtevo, je optična vlakna. Prihodnost potrebuje IOT in IOT potrebuje optična vlakna za najboljšo komunikacijo, ki lahko pomagajo doseči hitrost brezžičnega prenosa podatkov do 100 Gbps, kar omogoča komunikacijo in velik prenos podatkov v nekaj sekundah.
- Varnost podatkov - Varnost v IoT je glavna skrb, ko pomislimo na veliko količino podatkov, ki naj bi se prenašale med milijardami naprav, povezanih skupaj. Vdor podatkov iz komunikacijskih medijev je mogoč, razen če gre za optična vlakna. Optična vlakna je zelo težko vdreti in vdori, ne da bi jih zaznali, so skoraj nemogoče. Ponovno lahko optično vlakno pomaga zaščititi podatke in jih prenesti z zelo visoko hitrostjo.
- Brez izgube podatkov zaradi motenj - Optični kabli so lahko nameščeni kjer koli (tudi pod vodo ali na območjih z visoko temperaturo) in nimajo elektromagnetnih motenj, kar povzroči izgubo podatkov zaradi motenj.