Ichất chiếu sáng
Tín hiệu đầu ra của hệ thống điều khiển máy vi tính là tín hiệu điện và hệ thống cáp quang truyền tín hiệu quang.Vì vậy, để truyền tín hiệu điện do hệ thống máy vi tính tạo ra trong sợi quang, trước tiên tín hiệu điện phải được chuyển đổi thành tín hiệu quang.Nguồn sáng là một thiết bị chuyển đổi quang điện như vậy.
Nguồn sáng trước tiên chuyển đổi tín hiệu điện thành tín hiệu quang, sau đó gửi tín hiệu quang đến sợi quang.Trong hệ thống cáp quang, nguồn sáng có vị trí rất quan trọng.Đèn sợi đốt, tia laser và nguồn sáng bán dẫn có thể được sử dụng làm nguồn sáng sợi quang.Nguồn sáng bán dẫn là việc sử dụng tiếp giáp PN bán dẫn để chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng ánh sáng, các nguồn sáng bán dẫn thường được sử dụng là điốt phát sáng bán dẫn (LED) và điốt laser (LD).
Nguồn sáng bán dẫn đã được sử dụng rộng rãi trong hệ thống truyền dẫn cáp quang vì ưu điểm là kích thước nhỏ, trọng lượng nhẹ, cấu trúc đơn giản, dễ sử dụng và dễ tương thích với cáp quang.
Pmáy thu nóng
Trước khi hệ thống máy vi tính nhận được tín hiệu quang truyền trong sợi quang, trước tiên nó phải được khôi phục về tín hiệu điện tương ứng.Việc chuyển đổi này đạt được nhờ một bộ thu ánh sáng.Vai trò của bộ thu quang là chuyển đổi tín hiệu quang được truyền qua sợi quang thành tín hiệu điện, sau đó tín hiệu điện được hệ thống điều khiển xử lý.Bộ thu quang hoạt động dựa trên nguyên lý hiệu ứng quang điện, ánh sáng chiếu vào tiếp giáp PN của chất bán dẫn, tiếp giáp PN của chất bán dẫn sẽ tạo ra chất mang sau khi hấp thụ năng lượng ánh sáng, do đó tạo ra hiệu ứng quang điện của tiếp giáp PN, do đó tạo ra hiệu ứng quang điện của tiếp giáp PN. chuyển đổi tín hiệu quang thành tín hiệu điện.Máy thu bán dẫn được sử dụng trong hệ thống cáp quang chủ yếu bao gồm điốt quang bán dẫn, triode quang, ống nhân quang và tế bào quang điện.Triode quang điện không chỉ có thể biến tín hiệu ánh sáng tới thành tín hiệu điện mà còn khuếch đại tín hiệu điện, có thể kết hợp tốt với mạch giao diện của hệ thống điều khiển nên triode quang điện được sử dụng rộng rãi nhất.
Cáp quang
Sợi quang là kênh truyền tín hiệu quang và là vật liệu chính của truyền thông sợi quang.
Sợi quang bao gồm lõi, lớp bọc, lớp phủ và áo khoác, là một hình trụ đối xứng với cấu trúc điện môi nhiều lớp.Phần chính của lõi sợi là silica, được trộn với một lượng nhỏ vật liệu khác để cải thiện chỉ số khúc xạ quang học của vật liệu.Có một lớp bọc bên ngoài lõi sợi, lớp bọc và lõi sợi có chỉ số khúc xạ quang học khác nhau, chỉ số khúc xạ quang của lõi sợi cao hơn để đảm bảo tín hiệu quang chủ yếu được truyền trong lõi sợi.Bên ngoài lớp ốp là một lớp sơn, chủ yếu dùng để tăng độ bền cơ học của sợi, để sợi không bị hư hại từ bên ngoài.Lớp ngoài cùng của sợi quang là áo khoác, cũng có vai trò bảo vệ.
Hai đặc điểm chính của sợi quang là suy hao và tán sắc.Suy hao là độ suy giảm hoặc phân tán của tín hiệu quang theo đơn vị chiều dài, tính bằng db/km, tham số liên quan đến khoảng cách truyền của tín hiệu quang, suy hao càng lớn thì khoảng cách truyền càng ngắn.Hệ thống điều khiển thang máy đa máy vi tính thường có khoảng cách truyền dẫn ngắn nên để giảm chi phí hầu hết đều chọn cáp quang bằng nhựa.Sự phân tán của sợi chủ yếu liên quan đến việc mở rộng xung.Trong hệ thống điều khiển thang máy Mitsubishi, giao tiếp cáp quang chủ yếu được sử dụng để truyền dữ liệu giữa điều khiển nhóm và thang đơn và truyền dữ liệu giữa hai thang đơn song song.Thiết bị cáp quang được thang máy Mitsubishi sử dụng chủ yếu bao gồm nguồn sáng, bộ thu quang và sợi quang, trong đó nguồn sáng và bộ thu quang được đóng gói trong một phích cắm cố định của đầu nối cáp quang và cáp quang được kết nối đến phích cắm động.
Công nghệ ghép kênh phân chia bước sóng quang học
Công nghệ ghép kênh phân chia theo bước sóng (WDM) đề cập đến việc sử dụng nhiều tia laser để truyền đồng thời nhiều bước sóng ánh sáng khác nhau trên cùng một sợi quang.Nó có thể cải thiện đáng kể khả năng truyền tải của hệ thống truyền dẫn cáp quang.Hệ thống WDM 1,6 Tbit/s đã được thương mại hóa trên quy mô lớn.Để nâng cao hơn nữa khả năng truyền dẫn cáp quang, DWDM (Ghép kênh phân chia bước sóng dày đặc) đã trở thành đối tượng nghiên cứu quốc tế lớn từ năm 1995 và Phòng thí nghiệm Lucent Bell tin rằng công suất của hệ thống DWDM thương mại có thể đạt tới 100 Tbit/s.DWDM dựa trên 10 Gbit/s đã dần trở thành mạng lõi chủ đạo ở nhiều nhà khai thác ở nước ta.Ngoài số bước sóng và khả năng truyền dẫn của hệ thống DWDM ngày càng tăng, khoảng cách truyền dẫn quang cũng tăng từ 600 km lên hơn 2000 km.Ngoài ra, Ghép kênh phân chia bước sóng thô (CWDM) cũng xuất hiện trong việc mở rộng mạng lưới truyền tải quang tàu điện ngầm, với ưu điểm là công suất lớn, khoảng cách truyền ngắn và chi phí thấp.Các nhà nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng việc ghép kênh WDM của nhiều tín hiệu OTDM phân chia theo thời gian quang có thể cải thiện đáng kể khả năng truyền dẫn.Chỉ cần được kết hợp đúng cách, nó có thể đạt được tốc độ truyền trên Tbit/s, do đó, nó cũng đã trở thành hướng phát triển của truyền thông cáp quang trong tương lai.Hầu hết các thí nghiệm truyền dẫn trong phòng thí nghiệm với tốc độ trên 3 Tbit/s đều được thực hiện theo cách này.
Công nghệ truyền thông soliton quang học
Ánh sáng là một loại xung ánh sáng cực ngắn đặc biệt theo thứ tự ps, dạng sóng và tốc độ của nó không thay đổi sau khi truyền đi khoảng cách xa qua sợi quang.Truyền thông soliton quang học là việc sử dụng soliton quang học làm chất mang để đạt được liên lạc đường dài không bị biến dạng và việc truyền tải thông tin có thể đạt tới hàng ngàn dặm trong điều kiện mã lỗi bằng không.Nhiều thử nghiệm đã chỉ ra rằng nó có thể được sử dụng để liên lạc cáp quang dưới biển, v.v. và phù hợp để kết hợp với hệ thống WDM để hình thành liên lạc quang dung lượng lớn tốc độ cực cao, khi tốc độ kênh đơn đạt 40 Gbit/s hoặc hơn nữa, những ưu điểm của giao tiếp soliton quang học có thể được phản ánh đầy đủ.
Công nghệ truy cập cáp quang
Truy cập cáp quang sử dụng công nghệ PON có thể được kết hợp với nhiều công nghệ khác nhau, chẳng hạn như ATMSDH và Ethernet, để tạo ra APON, GPON, EPON.Ngược lại, EPON thừa hưởng những ưu điểm của Ethernet và giá thành tương đối thấp, sau khi kết hợp với công nghệ cáp quang, EPON không chỉ giới hạn ở mạng cục bộ mà còn mở rộng sang mạng khu vực đô thị và thậm chí cả mạng diện rộng.Cáp quang tới tận nhà cũng sử dụng công nghệ EPON;GPON có nhiều ưu điểm nhất trong việc hỗ trợ dịch vụ chuyển mạch và có thể tận dụng tối đa công nghệ SDH hiện có, nhưng công nghệ này phức tạp và chi phí cao.APON sẽ được sử dụng để thực hiện các chương trình FTTH.
Trường ứng dụng
Lĩnh vực ứng dụng của truyền thông cáp quang rất rộng, chủ yếu được sử dụng trong đường trục cục bộ, những ưu điểm của truyền thông cáp quang có thể được phát huy đầy đủ ở đây, dần dần thay thế cáp và được sử dụng rộng rãi.Nó cũng được sử dụng để liên lạc đường trục đường dài, trước đây chủ yếu dựa vào liên lạc cáp, vi sóng và vệ tinh, hiện nay dần dần sử dụng liên lạc sợi quang và hình thành phương thức truyền bit thống trị thế giới.Đối với mạng truyền thông toàn cầu, mạng viễn thông công cộng ở nhiều quốc gia khác nhau (chẳng hạn như đường trục chính quốc gia của Trung Quốc, đường trục phụ cấp tỉnh và đường nhánh tiểu quận);Nó cũng được sử dụng để truyền dẫn truyền hình màu chất lượng cao, giám sát và lập kế hoạch tại các địa điểm sản xuất công nghiệp, kiểm soát và chỉ huy giám sát giao thông, mạng truyền hình cáp thị trấn, hệ thống ăng-ten dùng chung (CATV), cho mạng cáp quang cục bộ và các mục đích sử dụng khác như trong máy bay. , tàu vũ trụ, tàu thủy, mỏ dưới lòng đất, ngành điện, quân sự và ăn mòn và phóng xạ.
Hệ thống truyền dẫn cáp quang chủ yếu bao gồm máy phát quang, máy thu quang, đường truyền cáp quang, bộ lặp quang và các thiết bị quang thụ động khác nhau.Để đạt được khả năng liên lạc, tín hiệu băng cơ sở cũng phải được thiết bị đầu cuối điện xử lý và gửi đến hệ thống truyền dẫn cáp quang để hoàn tất quá trình liên lạc.
Nó phù hợp với hệ thống truyền thông tương tự sợi quang, nhưng cũng phù hợp với hệ thống truyền thông kỹ thuật số sợi quang và hệ thống truyền thông dữ liệu.Trong hệ thống truyền thông tương tự sợi quang, xử lý tín hiệu điện đề cập đến khuếch đại tín hiệu băng cơ sở, tiền điều chế và xử lý khác, và xử lý nghịch đảo tín hiệu điện là quá trình nghịch đảo của quá trình xử lý ban đầu, nghĩa là giải điều chế, khuếch đại và xử lý khác .Trong các hệ thống truyền thông kỹ thuật số sợi quang, xử lý tín hiệu điện đề cập đến việc khuếch đại, lấy mẫu, lượng tử hóa tín hiệu băng cơ sở, nghĩa là điều chế mã xung (PCM) và xử lý mã hóa loại mã dòng và xử lý nghịch đảo tín hiệu điện cũng là quá trình nghịch đảo của nguồn gốc.Đối với truyền thông cáp quang dữ liệu, việc xử lý tín hiệu điện chủ yếu bao gồm khuếch đại tín hiệu và hệ thống truyền thông kỹ thuật số khác với việc không yêu cầu chuyển đổi mã.
