цифровая электроника
вычислительная техника
встраиваемые системы

 
» » Как работает волоконно-оптическая связь и почему она используется для высокоскоростной передачи данных

Как работает волоконно-оптическая связь и почему она используется для высокоскоростной передачи данных

Автор: Mike(admin) от 11-09-2019, 05:55

Что такое оптоволоконная связь


Оптоволоконная связь – это метод связи, при котором сигнал передается в виде света, а оптическое волокно используется в качестве среды передачи этого светового сигнала из одного места в другое. Сигнал, передаваемый по оптическому волокну, преобразуется из электрического сигнала в свет, а на приемном конце он преобразуется обратно в электрический сигнал из света. Отправляемые данные могут быть в форме аудио, видео или телеметрических данных, которые должны быть отправлены на большие расстояния или по локальным сетям. Оптоволоконная связь, обеспечивающая хорошие результаты при передаче данных на большие расстояния на высокой скорости, используется в качестве приложения для различных коммуникационных целей.


Как работает волоконно-оптическая связь

Как работает оптоволоконная связь


Процесс связи по оптоволокну передает сигнал в виде света, который сначала преобразуется в свет из электрических сигналов и передается, а затем, наоборот, происходит преобразование света в электрические сигналы на приемной стороне. Этот процесс можно объяснить с помощью диаграммы, как показано ниже.


Как работает оптоволоконная связь

На стороне передатчика, во-первых, если данные являются аналоговыми, они отправляются в схему кодера или преобразователя, которая преобразует аналоговый сигнал в цифровые импульсы 0,1,0,1… (в зависимости от того, какие данные) и передается через схему передатчика источника света. И если вход является цифровым, то он напрямую передается через схему передатчика источника света, которая преобразует сигнал в световые волны.


Световые волны, принимаемые от схемы передатчика к оптоволоконному кабелю, теперь передаются от местоположения источника к месту назначения и принимаются в блоке приемника.


Теперь на стороне приемника фотоэлемент, также известный как детектор света, получает световые волны от оптоволоконного кабеля, усиливает его с помощью усилителя и преобразует его в соответствующий цифровой сигнал. Теперь, если выходной источник является цифровым, тогда сигнал больше не изменяется, а если выходному источнику требуется аналоговый сигнал, тогда цифровые импульсы затем преобразуются обратно в аналоговый сигнал с использованием схемы декодера.


Весь процесс передачи электрического сигнала из одной точки в другую путем преобразования его в свет и использования оптоволоконного кабеля в качестве источника передачи известен как волоконно-оптическая связь.


Почему используется волокно


Волоконно-оптические провода заменили медный провод в качестве кабеля передачи, поскольку они имеют больше преимуществ, чем электрические кабели.


Как работает волоконно-оптическая связь

  • Большая пропускная способность: одно кварцевое волокно может заменить сотни тысяч телефонных каналов, используя лишь небольшую часть теоретической пропускной способности.
  • Небольшие потери: для современных одномодовых кварцевых волокон теряется сигнал приблизительно на 0,2 дБ/км, так что многие десятки километров могут быть преодолены без усиления сигналов.
  • Простое усиление: большое количество каналов может быть усилено в одном волоконном усилителе, если это требуется для очень больших расстояний передачи.
  • Низкая стоимость: из-за достижимой огромной скорости передачи стоимость за транспортируемый бит может быть чрезвычайно низкой.
  • Малый вес: по сравнению с электрическими кабелями оптоволоконные кабели очень легкие.
  • Без помех: Волоконно-оптические кабели невосприимчивы к проблемам, возникающим с электрическими кабелями, таким как контуры заземления или электромагнитные помехи.

Причины ясно объясняют, что оптоволоконные кабели намного лучше, чем коаксиальные медные кабели, и именно поэтому оптоволоконные кабели предпочтительнее, чем обычные среды передачи.


Почему свет, а не электричество


Свет или лазерный луч (если быть точным) используется для связи по оптоволокну из-за того, что лазерный луч является источником света с одной длиной волны. В то время как другие световые сигналы, такие как солнечный свет или лампа накаливания, имеют много длин волн света, и в результате, если они используются для связи, они будут генерировать луч, который является очень менее мощным, и, с другой стороны, лазер, имеющий единственный луч, даст более мощный луч в качестве выхода.


Как работает волоконно-оптическая связь

Таким образом, меньшее рассеивание, передача большего количества сигналов и использование меньшего количества времени делают такой свет хорошим источником связи.


Характеристики волоконно-оптической связи


В оптоволоконной связи свет используется в качестве сигнала, который передается внутри оптоволоконного кабеля. Этот способ общения имеет характеристики, которые важно учитывать, и делает его хорошим способом общения.


  • Полоса пропускания. Единичная дисперсия лазерного излучения означает, что может передаваться хорошее количество сигнала (информация передается в битах) в секунду, что приводит к большой полосе пропускания на большие расстояния.
  • Меньший диаметр. Диаметр волоконно-оптического кабеля составляет около 300 микрометров.
  • Легкий вес. Оптоволоконный кабель имеет меньший вес по сравнению с медным кабелем.
  • Передача сигнала на большие расстояния Поскольку лазерное излучение не рассеивается, его можно легко передавать на большие расстояния.
  • Низкое затухание. Волокно изготовлено из стекла, и через него проходит лазер, передаваемый сигнал имеет потери всего 0,2 дБ/км.
  • Безопасность передачи. Оптическое шифрование и отсутствие электромагнитного сигнала обеспечивают безопасность данных по оптоволокну.

Применение оптического волокна


Оптоволоконная связь в основном применяется в телекоммуникационной отрасли, которая использует оптоволокно для:


  • Передача телефонных сигналов
  • Интернет-общение
  • Кабельное телевидение. Передача сигнала

Кроме того, в настоящее время оптическое волокно используется повсеместно в домах, на предприятиях, в офисах для междугородних и малых коммуникаций.


Влияние оптического волокна на Интернет вещей (IoT)


Связь по оптоволоконному кабелю окажет большое влияние на Интернет вещей, и перечисленные ниже вещи объяснят вам, почему для Интернета вещей может потребоваться оптоволоконная связь.


  • Быстрая передача данных. Будущее будет за IoT, и все наши устройства и другие гаджеты будут подключены к Интернету, что требует хорошей связи и высокой скорости Единственным средством передачи, поддерживающим такое требование, является оптическое волокно. Будущее нуждается в IoT, а IoT – в оптоволокне для лучшей связи, которая может помочь достичь скорости беспроводной передачи данных до 100 Гбит/с, обеспечивая обмен данными и передачу данных большого размера за считанные секунды.
  • Безопасность данных. Безопасность в IoT является основной проблемой, когда мы думаем о большом количестве данных, которые будут переданы между миллиардами устройств, соединенных вместе. Взлом данных с коммуникационных носителей возможен, если это не оптическое волокно. Оптические волокна очень трудно взломать, и взломать их без обнаружения практически невозможно. Опять же, оптическое волокно может помочь защитить данные и передавать их на очень высокой скорости.
  • Отсутствие потери данных из-за помех. Волоконно-оптические кабели могут быть установлены в любом месте (даже под водой или в зонах с высокой температурой) и не имеют электромагнитных помех, что не приводит к потере данных из-за влияния таких помех.



© digitrode.ru


Теги: оптоволоконная связь, Интернет вещей



   Благодарим Вас за интерес к информационному проекту digitrode.ru.
   Если Вы хотите, чтобы интересные и полезные материалы выходили чаще, и было меньше рекламы,
   Вы можее поддержать наш проект, пожертвовав любую сумму на его развитие.


Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.

Комментарии:

Оставить комментарий