Iiluminante
La señal de salida del sistema de control por microcomputadora es una señal eléctrica y el sistema de fibra óptica transmite una señal óptica.Por lo tanto, para transmitir la señal eléctrica generada por el sistema de microcomputadora en la fibra óptica, primero se debe convertir la señal eléctrica en una señal óptica.La fuente de luz es un dispositivo de conversión electroóptica.
La fuente de luz primero convierte la señal eléctrica en una señal óptica y luego envía una señal óptica a la fibra óptica.En el sistema de fibra óptica, la fuente de luz tiene una posición muy importante.Como fuentes de luz de fibra óptica se pueden utilizar lámparas incandescentes, láseres y fuentes de luz semiconductoras.La fuente de luz semiconductora es el uso de una unión PN semiconductora para convertir energía eléctrica en energía luminosa; las fuentes de luz semiconductoras comúnmente utilizadas son los diodos emisores de luz (LED) y los diodos láser (LD) semiconductores.
La fuente de luz semiconductora se ha utilizado ampliamente en sistemas de transmisión de fibra óptica debido a sus ventajas de tamaño pequeño, peso ligero, estructura simple, fácil de usar y fácil compatibilidad con fibra óptica.
Preceptor caliente
Antes de que el sistema de microcomputadora reciba la señal óptica transmitida en la fibra óptica, primero se debe restaurar a la señal eléctrica correspondiente.Esta conversión se logra mediante un receptor de luz.La función del receptor óptico es convertir la señal óptica transmitida por la fibra óptica en una señal eléctrica, y luego el sistema de control procesa la señal eléctrica.El receptor óptico se basa en el principio del efecto fotoeléctrico, la luz irradia la unión PN del semiconductor, y la unión PN del semiconductor producirá un portador después de absorber energía luminosa, por lo que se genera el efecto fotoeléctrico de la unión PN, por lo tanto convertir la señal óptica en una señal eléctrica.Los receptores semiconductores utilizados en sistemas de fibra óptica incluyen principalmente fotodiodos semiconductores, fototriodos, tubos fotomultiplicadores y fotocélulas.El triodo fotoeléctrico no solo puede convertir la señal de luz incidente en una señal eléctrica, sino que también amplifica la señal eléctrica, que puede combinarse bien con el circuito de interfaz del sistema de control, por lo que el triodo fotoeléctrico es el más utilizado.
Fibra óptica
La fibra óptica es el canal de transmisión de señales ópticas y el material clave de la comunicación por fibra óptica.
La fibra óptica consta de un núcleo, un revestimiento, una capa de revestimiento y una camisa, que es un cilindro simétrico con una estructura dieléctrica multicapa.El cuerpo principal del núcleo de la fibra es sílice, que se mezcla con trazas de otros materiales para mejorar el índice de refracción óptica del material.Hay una capa de revestimiento fuera del núcleo de fibra, y el revestimiento y el núcleo de fibra tienen diferentes índices de refracción óptica, y el índice de refracción óptica del núcleo de fibra es mayor para garantizar que la señal óptica se transmita principalmente en el núcleo de fibra.En el exterior del revestimiento hay una capa de pintura, que se utiliza principalmente para aumentar la resistencia mecánica de la fibra, de modo que la fibra no esté sujeta a daños externos.La capa más externa de la fibra óptica es la chaqueta, que también desempeña una función protectora.
Las dos características principales de las fibras ópticas son la atenuación y la dispersión.La pérdida es la atenuación o dispersión de la señal óptica en unidad de longitud, expresada en db/km, el parámetro está relacionado con la distancia de transmisión de la señal óptica, cuanto mayor es la pérdida, más corta es la distancia de transmisión.El sistema de control de ascensores de múltiples microcomputadoras generalmente tiene una distancia de transmisión corta, por lo que para reducir costos, la mayoría elige fibra óptica plástica.La dispersión de la fibra está relacionada principalmente con el ensanchamiento del pulso.En el sistema de control de ascensores de Mitsubishi, la comunicación por fibra óptica se utiliza principalmente para la transmisión de datos entre el control de grupo y una escalera única y para la transmisión de datos entre dos escaleras individuales paralelas.El dispositivo de fibra óptica utilizado por el ascensor Mitsubishi se compone principalmente de una fuente de luz, un receptor óptico y una fibra óptica, en el que la fuente de luz y el receptor óptico están empaquetados en un enchufe fijo del conector de fibra óptica y la fibra óptica está conectada. al enchufe dinámico.
Tecnología de multiplexación por división de longitud de onda óptica
La tecnología de multiplexación por división de longitud de onda (WDM) se refiere al uso de múltiples láseres para transmitir múltiples longitudes de onda de luz diferentes simultáneamente en la misma fibra óptica.Puede mejorar en gran medida la capacidad de transmisión del sistema de transmisión de fibra óptica.El sistema WDM de 1,6 Tbit/s se ha comercializado a gran escala.Para mejorar aún más la capacidad de transmisión de fibra óptica, DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) se ha convertido en un importante objeto de investigación internacional desde 1995, y Lucent Bell Laboratories cree que la capacidad de los sistemas DWDM comerciales puede alcanzar hasta 100 Tbit/s.El DWDM basado en 10 Gbit/s se ha ido convirtiendo paulatinamente en la red principal de muchos operadores de nuestro país.Además del creciente número de longitudes de onda y capacidad de transmisión del sistema DWDM, la distancia de transmisión óptica también ha aumentado de 600 km a más de 2000 km.Además, la multiplexación por división de longitud de onda gruesa (CWDM) también ha surgido en la expansión de la red de transporte óptico metropolitano, con ventajas de gran capacidad, transmisión a corta distancia y bajo costo.Los investigadores también descubrieron que la multiplexación WDM de múltiples señales OTDM por división de tiempo óptica puede mejorar en gran medida la capacidad de transmisión.Siempre que se combine adecuadamente, puede lograr una transmisión por encima de Tbit/s, por lo que también se ha convertido en la dirección de desarrollo de las futuras comunicaciones por fibra óptica.La mayoría de los experimentos de transmisión en el laboratorio a más de 3 Tbit/s se realizan de esta manera.
Tecnología de comunicación óptica de solitones.
La luz es un tipo especial de pulso de luz ultracorto del orden de ps, y su forma de onda y velocidad permanecen sin cambios después de la transmisión a larga distancia a través de fibras ópticas.La comunicación óptica de solitones es el uso de solitones ópticos como portador para lograr una comunicación a larga distancia sin distorsiones, y la transmisión de información puede alcanzar miles de millas bajo la condición de código de error cero.Muchas pruebas han demostrado que se puede utilizar para comunicación por cable óptico submarino, etc., y es adecuado para combinarlo con el sistema WDM para formar comunicaciones ópticas de gran capacidad y velocidad ultrarrápida, cuando la velocidad de un solo canal alcanza los 40 Gbit/s o Además, las ventajas de la comunicación óptica de solitones pueden reflejarse plenamente.
Tecnología de acceso a fibra óptica
El acceso a fibra mediante tecnología PON se puede combinar con una variedad de tecnologías, como ATMSDH y Ethernet, respectivamente, para generar APON, GPON, EPON.Por el contrario, EPON hereda las ventajas de Ethernet y el costo es relativamente bajo; después de combinarse con la tecnología de fibra óptica, EPON no solo se limita a las redes de área local, sino que también se extiende a las redes de área metropolitana e incluso a las redes de área amplia.La fibra óptica hasta el hogar también utiliza tecnología EPON;GPON tiene las mayores ventajas en soporte de servicios de conmutación de circuitos y puede aprovechar al máximo la tecnología SDH existente, pero la tecnología es complicada y el costo alto.APON se utilizará para implementar esquemas FTTH.
Campo de aplicación
El campo de aplicación de la comunicación por fibra óptica es muy amplio, se utiliza principalmente en la línea troncal local, las ventajas de la comunicación por fibra óptica se pueden aprovechar al máximo aquí, reemplazar gradualmente el cable y ser ampliamente utilizado.También se utiliza para comunicaciones por líneas troncales de larga distancia, que en el pasado dependían principalmente de comunicaciones por cable, microondas y satélite, y ahora utilizan gradualmente comunicaciones por fibra óptica y constituyen el método de transmisión de bits dominante en el mundo.Para las redes de comunicación globales, las redes públicas de telecomunicaciones en varios países (como la troncal primaria nacional de China, la troncal secundaria provincial y los ramales de subcondados);También se utiliza para transmisión de televisión en color de alta calidad, monitoreo y programación de sitios de producción industrial, control y comando de vigilancia del tráfico, redes de televisión por cable en ciudades, sistemas de antena compartida (CATV), para redes de área local de fibra óptica y otros usos, como en aviones. , naves espaciales, barcos, minas subterráneas, sector energético, militar y corrosión y radiación.
El sistema de transmisión de fibra óptica se compone principalmente de un transmisor óptico, un receptor óptico, una línea de transmisión de cable óptico, un repetidor óptico y varios dispositivos ópticos pasivos.Para lograr la comunicación, la señal de banda base también debe ser procesada por el terminal eléctrico y enviada al sistema de transmisión de fibra óptica para completar el proceso de comunicación.
Es adecuado para sistemas de comunicación analógicos de fibra óptica, pero también para sistemas de comunicación digitales de fibra óptica y sistemas de comunicación de datos.En el sistema de comunicación analógica de fibra óptica, el procesamiento de señales eléctricas se refiere a la amplificación, premodulación y otros procesamientos de la señal de banda base, y el procesamiento inverso de la señal eléctrica es el proceso inverso del procesamiento de origen, es decir, demodulación, amplificación y otros procesamientos. .En los sistemas de comunicación digital de fibra óptica, el procesamiento de señales eléctricas se refiere a la amplificación, muestreo y cuantificación de señales de banda base, es decir, modulación de código de pulso (PCM) y procesamiento de codificación de tipo código de línea, y el procesamiento inverso de señales eléctricas también es el proceso inverso del origen.Para la comunicación de datos por fibra óptica, el procesamiento de la señal eléctrica incluye principalmente la amplificación de la señal, y el sistema de comunicación digital es diferente porque no requiere transformación de código.
