Für die Übertragung von Daten über Gigabit und darüber hinaus ist die Glasfaserkommunikation die ideale Wahl. Diese Art der Kommunikation wird verwendet, um Sprache, Video, Telemetrie und Daten über große Entfernungen und lokale Netzwerke oder zu übertragen Computernetzwerke . Ein faseroptisches Kommunikationssystem verwendet Lichtwellentechnologie, um die Daten über eine Faser zu übertragen, indem elektronische Signale in Licht umgewandelt werden.

Einige außergewöhnliche charakteristische Merkmale dieser Art von Kommunikation Systeme wie große Bandbreite, kleinerer Durchmesser, geringes Gewicht, Signalübertragung über große Entfernungen, geringe Dämpfung, Übertragungssicherheit usw. machen diese Kommunikation zu einem wichtigen Baustein in jeder Telekommunikationsinfrastruktur. Die nachfolgenden Informationen zum Glasfaserkommunikationssystem heben seine charakteristischen Merkmale, Grundelemente und andere Details hervor.

Glasfaserkommunikation

Wie funktioniert eine Glasfaserkommunikation?

Im Gegensatz zur Übertragung auf Kupferdrahtbasis, bei der die Übertragung vollständig von elektrischen Signalen abhängt, die durch das Kabel geleitet werden, umfasst die Glasfaserübertragung die Übertragung von Signalen in Form von Licht von einem Punkt zum anderen. Darüber hinaus besteht ein Glasfaserkommunikationsnetz aus Sende- und Empfangsschaltungen, einer Lichtquelle und Detektorvorrichtungen wie den in der Figur gezeigten.

Wenn die Eingangsdaten in Form von elektrischen Signalen an die Senderschaltung übergeben werden, wandelt sie diese mit Hilfe einer Lichtquelle in ein Lichtsignal um. Diese Quelle besteht aus LED, deren Amplitude, Frequenz und Phasen stabil und schwankungsfrei bleiben müssen, um eine effiziente Übertragung zu gewährleisten. Der Lichtstrahl von der Quelle wird von einem Glasfaserkabel zu der Zielschaltung übertragen, wobei die Informationen von einer Empfängerschaltung zurück zum elektrischen Signal übertragen werden.

Funktionsweise der Glasfaserkommunikation

“Wie baut man eine Schaltung auf einem Steckbrett? ”

Die Empfängerschaltung besteht aus einem Fotodetektor zusammen mit einer geeigneten elektronischen Schaltung, die Größe, Frequenz und Phase des optischen Feldes messen kann. Diese Art der Kommunikation verwendet die Wellenlängen in der Nähe des Infrarotband das sind knapp über dem sichtbaren Bereich. Sowohl LED als auch Laser können je nach Anwendung als Lichtquellen verwendet werden.

3 Grundelemente eines Glasfaserkommunikationssystems

Es gibt drei Hauptgrundelemente des Glasfaserkommunikationssystems. Sie sind

Kompakte Lichtquelle
Verlustarme Glasfaser
Fotodetektor

Zubehör wie Steckverbinder, Schalter, Koppler, Multiplexgeräte, Verstärker und Spleiße sind ebenfalls wesentliche Elemente in diesem Kommunikationssystem.

1. Kompakte Lichtquelle

Laserdioden

Abhängig von den Anwendungen wie lokalen Netzwerken und den Fernkommunikationssystemen variieren die Anforderungen an die Lichtquelle. Die Anforderungen der Quellen umfassen Leistung, Geschwindigkeit, spektrale Linienbreite, Rauschen, Robustheit, Kosten, Temperatur usw. Als Lichtquellen werden zwei Komponenten verwendet: Leuchtdioden (LEDs) und Laserdioden.

“nicht Beta-abhängiges Transistordesign ”

Die Leuchtdioden werden aufgrund ihrer geringen Bandbreite und Leistungsfähigkeit für Anwendungen mit kurzen Entfernungen und niedriger Datenrate verwendet. Zwei solche LED-Strukturen umfassen Oberflächen- und Kantenemissionssysteme. Die Oberflächenemissionsdioden sind einfach aufgebaut und zuverlässig, aber aufgrund ihrer breiteren Linienbreite und Modulationsfrequenzbegrenzung werden meistens Randemissionsdioden verwendet. Kantenemissionsdioden weisen eine hohe Leistung und eine geringere Linienbreite auf.

Für größere Entfernungen und eine Übertragung mit hoher Datenrate werden Laserdioden aufgrund ihrer hohen Leistung, hohen Geschwindigkeit und engeren Eigenschaften der spektralen Linienbreite bevorzugt. Diese sind jedoch von Natur aus nichtlinear und empfindlicher gegenüber Temperaturschwankungen.

LED vs Laserdioden

Heutzutage haben viele Verbesserungen und Weiterentwicklungen diese Quellen zuverlässiger gemacht. Einige solcher Vergleiche dieser beiden Quellen sind nachstehend aufgeführt. Beide Quellen werden entweder mit direkten oder externen Modulationstechniken moduliert.

2. Verlustarme optische Faser

Optische Faser ist ein Kabel, das auch als zylindrischer dielektrischer Wellenleiter aus verlustarmem Material bekannt ist. Eine optische Faser berücksichtigt auch die Parameter wie die Umgebung, in der sie betrieben wird, die Zugfestigkeit, Haltbarkeit und Steifigkeit. Das Glasfaserkabel besteht aus hochwertigem extrudiertem Glas (si) oder Kunststoff und ist flexibel. Der Durchmesser des Glasfaserkabels liegt zwischen 0,25 und 0,5 mm (etwas dicker als ein menschliches Haar).

Glasfaserkabel

Ein Glasfaserkabel besteht aus vier Teilen.

Ader
Verkleidung
Puffer
Jacke

Ader

Der Kern eines Glasfaserkabels ist ein Zylinder aus Kunststoff, der sich über die gesamte Länge des Glasfaserkabels erstreckt und Schutz durch Ummantelung bietet. Der Durchmesser des Kerns hängt von der verwendeten Anwendung ab. Aufgrund der inneren Reflexion wird das im Kern wandernde Licht vom Kern, der Mantelgrenze, reflektiert. Der Kernquerschnitt muss für die meisten Anwendungen kreisförmig sein.

Verkleidung

Die Ummantelung ist ein optisches Außenmaterial, das den Kern schützt. Die Hauptfunktion der Ummantelung besteht darin, dass sie das Licht zurück in den Kern reflektiert. Wenn Licht durch den Kern (dichtes Material) in den Mantel (weniger dichtes Material) eintritt, ändert es seinen Winkel und wird dann zum Kern zurückreflektiert.

Puffer

Die Hauptfunktion des Puffers besteht darin, die Faser vor Beschädigung und Tausenden von optischen Fasern zu schützen, die in Hunderten von optischen Kabeln angeordnet sind. Diese Bündel sind durch die äußere Hülle des Kabels geschützt, die als Mantel bezeichnet wird.

JACKE

Die Jacken des Glasfaserkabels sind in verschiedenen Farben erhältlich, sodass wir die genaue Farbe des Kabels, mit dem wir uns befassen, leicht erkennen können. Die Farbe Gelb kennzeichnet eindeutig ein Singlemode-Kabel, und die orange Farbe kennzeichnet Multimode.

“Schaltplan des digitalen Volt Amperemeters ”

2 Arten von optischen Fasern

Single-Mode-Fasern: Singlemode-Fasern werden verwendet, um ein Signal pro Faser zu übertragen. Diese Fasern werden in Telefon- und Fernsehgeräten verwendet. Singlemode-Fasern haben kleine Kerne.

Multi-Mode-Fasern: Multimode-Fasern werden verwendet, um viele Signale pro Faser zu übertragen. Diese Signale werden in Computer- und lokalen Netzwerken mit größeren Kernen verwendet.

3. Fotodetektoren

Der Zweck von Fotodetektoren besteht darin, das Lichtsignal wieder in ein elektrisches Signal umzuwandeln. Zwei Arten von Fotodetektoren werden hauptsächlich für optische Empfänger in optischen Kommunikationssystemen verwendet: PN-Fotodiode und Lawinenfotodiode. Abhängig von den Wellenlängen der Anwendung variiert die Materialzusammensetzung dieser Geräte. Diese Materialien umfassen Silizium, Germanium, InGaAs usw.

Hier geht es um die Grundelemente des Glasfaserkommunikationssystems. Für weitere Informationen und jede Art von Unterstützung schreiben Sie uns bitte, da wir Ihre Vorschläge, Rückmeldungen, Fragen und Kommentare ermutigen und schätzen. Bitte teilen Sie Ihre Ideen, Vorschläge und Kommentare im Kommentarbereich unten.

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