Kostir ljósleiðarasamskipta
● Stór samskiptageta
● Löng gengisfjarlægð
● Ónæmir fyrir rafsegultruflunum
● Næg auðlindir
● Létt og lítil stærð ljósleiðara
Stutt saga um þróun sjónsamskipta
● Fyrir meira en 2000 árum: Beacon turns – ljós, fánamerki
● 1880: Optískur sími – þráðlaus sjónsamskipti
● 1970: Ljósleiðarasamskipti
● 1966: Dr. Kao Kuen, "faðir ljósleiðarans," lagði fyrst fram hugmyndina um ljósleiðarasamskipti.
● 1970: Kapron frá Corning Institution framleiddi ljósleiðara með tapi upp á 20 dB/km.
● 1977: Fyrsta auglýsing 45 Mb/s lína Chicago.
Rafsegulróf
Ljósbrot/endurspeglun og heildar innri endurspeglun ljóss
Vegna þess að ljós ferðast á mismunandi hraða í mismunandi efnum, þegar ljós ferðast frá einu efni til annars, á sér stað ljósbrot og endurkast á snertifleti milli þessara tveggja efna. Ennfremur breytist horn brots ljóss með innfallsljósi. Þegar horn innfallsljóss nær eða fer yfir ákveðið horn, hverfur ljósbrotið og allt innfallsljósið endurkastast aftur; þetta er algjör innri spegilmynd. Mismunandi efni brjóta ljós af sömu bylgjulengd við mismunandi horn (þ.e. mismunandi efni hafa mismunandi brotstuðul) og sama efni brýtur ljós af mismunandi bylgjulengdum við mismunandi sjónarhorn. Ljósleiðarasamskipti eru byggð á þessum meginreglum. Endurkaststuðull: Mikilvægur breytu sem einkennir ljósfræðileg efni er brotstuðullinn, táknaður með N. Hlutfall ljóshraða C í lofttæmi og ljóshraða V í efni er brotstuðull efnisins.
N＝C/V
Brotstuðull kvarsglersins sem notaður er í ljósleiðarasamskiptum er um það bil 1,5.
Ljósleiðari uppbygging
Almennt ljósleiðari samanstendur almennt af þremur lögum:
Fyrsta lag: Hár-brotstuðull-glerkjarni (kjarnaþvermál er almennt 9-10μm, (einstilling) 50 eða 62,5 (fjölmóta).
Annað lag: Lágt-brotstuðul-kísilglerklæðning í miðjunni (þvermál er almennt 125μm).
Þriðja lag: Ysta styrkjandi plastefnishúð.
Grunnþekking á ljósi
1) Kjarni: Hár brotstuðull, notaður til að senda ljós;
2) Húðun: Lágur brotstuðull, ásamt kjarna, myndar skilyrði fyrir heildar innri endurspeglun;
3) Jakki: Hár styrkur, þolir meiri áhrif og verndar ljósleiðarann.
3mm ljósleiðarasnúra Orange MM Multimode
Gulur SM Singlemode
Stærð ljósleiðara:
Ytra þvermál er venjulega 125 µm (meðal mannshár er 100 µm)
Innra þvermál: Einstök-stilling 9µm, Multimode 50/62,5µm
Tölulegt ljósop
Ekki er allt ljós sem fellur á endahlið ljósleiðarans í gegnum ljósleiðarann; aðeins ljós sem fellur inn innan ákveðins hornasviðs er sent út. Þetta horn er kallað tölulega ljósop ljósleiðarans. Stærra tölulegt ljósop er hagkvæmt fyrir ljósleiðaraskerðingu. Tölulega ljósopið er mismunandi milli ljósleiðara sem framleidd eru af mismunandi fyrirtækjum.
Tegundir ljósleiðara
Byggt á flutningsmáta ljóssins innan trefjarins er hægt að flokka ljósleiðara sem:
Fjöl-stilling (MM)
Einstök-stilling (SM)
Multi-Trefjar: Er með þykkari miðlæga glerkjarna (50 eða 62,5 μm), sem gerir kleift að senda margar ljósstillingar. Hins vegar er samskiptadreifing þess umtalsverð, sem takmarkar tíðni sendra stafrænna merkja, og þessi takmörkun versnar með aukinni fjarlægð. Til dæmis mun 600 MB/km trefjar aðeins hafa 300 MB/km bandbreidd við 2 km. Þess vegna hefur fjöl-trefjar tiltölulega stutta flutningsfjarlægð, venjulega aðeins nokkra kílómetra.
Einfaldar-Trefjar: Hefur þynnri miðlægan glerkjarna (venjulega 9 eða 10 μm í þvermál), sem gerir aðeins kleift að senda einn ljósmáta. Það er í meginatriðum tegund þrepa-vísitrefja, en með mjög lítið kjarnaþvermál. Fræðilega séð leyfir það aðeins einni leið af beinu-línuljósi að komast inn í trefjarnar og breiðist út í beinni línu innan kjarnans. Púlsvíkkun trefja er í lágmarki. Þess vegna er samskiptadreifing þess mjög lítil, sem gerir það hentugt fyrir samskipti í langan-fjarlægð. Hins vegar gegnir litdreifing þess stóru hlutverki, sem þýðir að einhleyp-trefjar gera miklar kröfur um litrófsbreidd og stöðugleika ljósgjafans, það er að litrófsbreiddin verður að vera þröng og stöðugleiki að vera góður.
Ljósleiðaraflokkun
Eftir efni:
● Glertrefjar: Bæði kjarninn og klæðningin eru úr gleri. Lítið tap, löng sendingarfjarlægð, hár kostnaður.
● Kísilltrefjar með slíðri: Kjarninn er gler, klæðningin er úr plasti. Svipaðir eiginleikar og glertrefjar, lægri kostnaður.
● Plasttrefjar: Bæði kjarninn og klæðningin eru úr plasti. Mikið tap, mjög stutt sendingarfjarlægð, mjög lágt verð. Mikið notað í heimilistækjum, hljóðbúnaði og stuttri-myndsendingu.
● Með bestu sendingartíðniglugganum: Hefðbundin ein-hamur trefjar og dreifing-Stök-stilling trefjar.
● Hefðbundið: Trefjaframleiðendur fínstilla sendingartíðni trefjanna fyrir eina bylgjulengd, svo sem 1300nm.
● Dreifing-Breytt: Trefjaframleiðendur fínstilla sendingartíðni trefjanna fyrir tvær bylgjulengdir, eins og 1300nm og 1550nm.
● Skyndilega breytt: Brotstuðullinn breytist skyndilega frá kjarnanum yfir í glerklæðninguna. Lágur kostnaður, mikil samþætt dreifing. Hentar fyrir stutt-samskipti á litlum-hraða, svo sem iðnaðarstýringu. Hins vegar hafa stakar-trefjar mjög litla samþætta dreifingu, þannig að þeir eru allir flokkaðir-vísitrefjar.
●Trefjar með flokkuðum-vísitölu: Brotstuðullinn minnkar smám saman frá kjarnanum yfir í klæðninguna, sem gerir háu-ljósi kleift að breiðast út í sinuslaga. Þetta dregur úr samskiptadreifingu, eykur bandbreidd trefja og lengir flutningsfjarlægð, en það er dýrara. Flestir multimode trefjar í dag eru flokkaðir-vísitrefjar.
