mạch quang học: hướng dẫn cho các hệ thống liên lạc

Photo of author

By Lisa chen

mạch quang học: hướng dẫn cho các hệ thống liên lạc_1

các thiết đặt quang

nguồn: các nguồn tài liệu chia sẻ

trong quá khứ, cáp là điều chính, cho đến khi mọi người cần băng thông cao trên các quãng đường dài. thật không may, dây cáp không phù hợp với tiêu chuẩn. vì vậy, nó cần một sự thay thế hiệu quả hơn. sợi quang xuất hiện. Điều thú vị là bạn có thể truyền tải một lượng lớn dữ liệu ở tốc độ cực cao. vì vậy, không có gì ngạc nhiên khi bạn tìm thấy nó trong hầu hết các cáp internet. Tuy nhiên, công nghệ này có một số nhược điểm, chẳng hạn như sự cố mạch quang, mà có thể được coi nhẹ, đặc biệt là với các mảng đa sợi có mật độ cao.

Muốn biết thêm không? Bạn đến đúng nơi, vì chúng ta sẽ nói thêm về các mảng mạch cáp quang ánh sáng nhỏ gọn, dài hạn, mật độ cao.

Tiếp tục đi!

mạch cáp quang là gì?

sợi quang sử dụng thông tin theo nhiều cách khác nhau. ví dụ, điện thoại có một dây điện.

mạch quang học: hướng dẫn cho các hệ thống liên lạc_2

mạch điện cáp quang

nguồn: các nguồn tài liệu chia sẻ

vì vậy, các mạch quang quang là các tuyến điện tử truyền tải thông tin. các electron di chuyển đến các thiết bị khác nhau. ngoài ra, nó có một đèn hoạt động như một phương tiện truyền thông. và ánh sáng được truyền qua các dẫn sóng trong suốt với sự giúp đỡ của sự phản xạ bên trong.

Do vậy, khi bạn nói với một thiết bị, cáp sẽ chuyển âm thanh tới một đầu cắm tới bức tường. Hơn nữa, nó không có khuyết điểm về hành vi. Do vậy, một dòng khác sẽ chuyển tiếp âm thanh tới bảng điện thoại cục bộ và có thể gặp lỗi quá tải ban đầu.

nhưng mặt khác, điện thoại di động làm việc khác nhau. thiết bị này hoạt động thông qua sóng vô địch vô địch và thần kinh động lực để truyền tải và nhận thông tin. Vì vậy, điều này xảy ra bởi vì điện thoại di động không sử dụng cáp.

loại sợi quang học

Bây giờ, bạn biết một chút về sợi quang; hiểu rằng chúng truyền tín hiệu theo các chế độ khác nhau và có các biện pháp bảo vệ bổ sung là rất quan trọng. phương pháp này đề cập đến cách các tia sáng đi qua sợi quang.

Do vậy, tín hiệu có thể đập nhật từ một sợi quang ở các góc khác nhau, trực tiếp tới trung tâm của một sợi, hoặc đập nhập từ một góc thấp.

nói cách khác, chúng ta có hai loại cáp quang:

sợi cáp quang đơn

nó có một lõi sợi thủy tinh có đường kính nhỏ. vì vậy, nó rất thích hợp cho các chuyến đi đường dài. ngoài ra, nó làm giảm khả năng cường độ của tín hiệu. nhờ vào đường kính nhỏ.

ngoài ra, các lỗ hổng nhỏ của sợi quang đơn có thể giúp chia ánh sáng thành một chùm. vì vậy, dây cáp cung cấp một con đường trực tiếp hơn. sợi chỉ đơn mô hình sử dụng nguồn sáng laser và có băng thông cao.

ngoài ra, loại sợi này đòi hỏi các tính toán chính xác để tạo ra laser trong các lỗ nhỏ của nó. và do đó, nó còn đắt hơn.

sợi quang đa chế độ

sợi quang đa chế độ là ngược lại với sợi quang đơn. Do đó, nó có một lỗ lõi sợi lớn, cho phép các tín hiệu ánh sáng nhấp nháy và phản xạ khi nó di chuyển qua sợi quang.

do đường kính lớn, loại sợi quang này có thể gửi nhiều xung ánh sáng vào một cáp. do đó, bạn sẽ có nhiều dữ liệu hơn.

ngoài ra, điều này có nghĩa là bạn có thể bị mất tín hiệu và nhiễu. ngoài ra, sợi quang đa chế độ sử dụng led để tạo ra các xung ánh sáng, rẻ hơn so với sợi quang đơn chế độ.

mạch quang học hoạt động như thế nào?

mạch sợi quang làm việc bằng cách di chuyển thông tin từ các photon hoặc các hạt ánh sáng dao động trong cáp cáp quang.

nói cách khác, bạn phải chú ý đến sự khác biệt giữa lớp phủ và sợi quang thủy tinh. Do vậy, các lõi và vỏ bọc cong ánh sáng đập vào ở một góc cụ thể.

Do vậy, khi các tín hiệu ánh sáng được truyền dọc theo sợi quang, chúng phản chiếu toàn bộ. Khi tín hiệu ánh sáng phản xạ từ lõi (phần trung tâm của cáp) và lớp vỏ (một lớp kính được bao bọc bên ngoài lõi) thì việc kiểm tra nội bộ toàn diện sẽ được thực hiện.

điều này thường xảy ra trong một chuỗi các hình chữ nhật. Hơn nữa, sự phản chiếu toàn bộ là một trong những điều khiển đảm bảo rằng ánh sáng vẫn ở trong ống.

nhưng do mật độ kính cao hơn, tốc độ truyền tín hiệu thường chậm hơn 30% so với tốc độ ánh sáng. Ngoài ra, nếu bạn muốn tăng cường tín hiệu trong suốt quá trình, hãy sử dụng một đĩa rời điểm cách xa hơn.

tại sao chúng ta cần máy đọc lại? chúng giúp tái tạo tín hiệu ánh sáng. họ thực hiện điều này bằng cách chuyển đổi tín hiệu thị giác thành tín hiệu điện. sau đó, bộ phát sóng xử lý nó và chuyển tiếp tín hiệu điện đến cáp quang.

các mạch sợi quang: các ứng dụng

sợi quang hoạt động bằng cách truyền dữ liệu được mã hóa trong chùm ánh sáng của bộ điều chỉnh ánh sáng, và nó cũng có thể được sử dụng để điều chỉnh mạng một cách thuận tiện. sau đó, thông tin được truyền qua ống nước (như nhựa hay thủy tinh). Ý tưởng đằng sau thiết kế này xuất hiện vào những năm 1950.

ý tưởng là kết nối hiệu quả, nội soi và bộ kết nối ánh sáng hiệu quả. Ngoài ra, nó còn giúp các bác sĩ sử dụng kỹ thuật quang học đa sợi để quan sát cơ thể từ bên trong mà không cần phải cắt bỏ cơ thể.

Vì vậy, các kỹ sư thích ý tưởng này và sử dụng công nghệ tương tự để truyền điện thoại với tốc độ ánh sáng. ngay sau đó, ủy ban liên lạc liên bang (fcc) đã chấp nhận công nghệ này. Nói cách khác, cáp quang được tạo thành từ sợi quang (dây nhựa hoặc dây thủy tinh).

Ngoài ra, mỗi sợi cáp quang tương đối nhỏ, có thể truyền tải hơn 25.000 điện thoại. vì vậy, toàn bộ dây cáp có thể dễ dàng truyền tải hàng triệu cuộc gọi. tóm lại, cáp quang dùng công nghệ dựa trên ánh sáng để truyền tải thông tin giữa hai nơi.

thiết kế mạch quang học

mạch quang học: hướng dẫn cho các hệ thống liên lạc_3

thiết kế mạch quang học

nguồn: nghiên cứu c/ p, richard cole

có hai phần quan trọng trong thiết kế mạch điện, chúng ta sẽ nói về nó: bộ phát tín hiệu và bộ nhận tín hiệu.

mạch phát quang học

dưới đây là các cấu phần cần thiết để xây dựng một mạch phát sóng cáp quang giá rẻ:

pin

tình hình

SK1 3,5mm Bo mạch giắc mm

bảng mạch điện tử

bán dẫn

D1

IC1 (trong 555)

IC21458C

TR1 (BC 141)

ống dẫn điện

c 1 (220 m 10 volt)

C2 (màn gốm sứ 390PF)

C3 (1U 63V Phiên bản điện tử)

C4 (330P gốm)

C5 (lớp polyester 4N7)

C6 (lớp polyester 3N3)

C7 (470N lớp polyester)

bộ kháng điện (cả hai đều là 1/ 4 w, 5%)

R1 (47R)

R2 (4K7)

R3 (47K)

R4 (10K)

R5 (10K)

R6 (10K)

R7 100,000 bảng

R8 (100,000 bảng)

Kể từ khi IC1 của bạn là NE555, bạn nên mong đợi một hiệu suất tốt. ngoài ra, bạn có thể điều khiển tần số đầu vào bằng cách kết nối tín hiệu vào chân 5 của ic.

đầu cắm này được kết nối với bộ phân cắt. Nói cách khác, bạn cần phải cấu hình bộ phân áp để tạo ra các giới hạn công tắc 2/3V+ và 1/3V+ của NE555.

ngoài ra, việc tăng hoặc giảm giới hạn là rất quan trọng. Bằng cách này, bạn có thể tăng hoặc giảm thời gian C2 chuyển đổi giữa hai dãy. Bởi vì TR1 cung cấp dòng điện điều khiển cao để chiếu sáng D1 (LED), bạn phải cắm nó như một bộ đệm theo dõi cực phát.

Ngoài IC1 cung cấp dòng điện 200mAh cho D1, bạn cũng cần một trình điều khiển LED riêng biệt. điều này sẽ giúp bạn có được dòng điện LED ưa thích một cách chính xác và đáng tin cậy.

Ngoài ra, đặt R1 để cố định dòng LED, dòng này là khoảng 40mA. Lúc này, xin lưu ý rằng LED chỉ có thể hoạt động dưới 50% giá trị thực tế (20mA). đó là vì đèn led tần số chuyển đổi là 50%.

Ngoài ra, bạn có thể điều chỉnh giá trị R1 khi cần thiết để tăng hoặc giảm dòng điện đầu ra.

mạch tiếp nhận cáp quang

các bộ phận cần thiết cho mạch và bộ lọc:

dây điện

SK1 25 kết nối D

bảng mạch điện tử

tình hình

bán dẫn

TR1, TR2 BC 549 (2 tắt)

D1

IC1

IC21458C

IC3 (California 3140E)

ống dẫn điện

c 1 (100 m 10 vôn điện phân)

c 2 (2 n 2 sợi polyester)

c 3 (2 n 2 sợi polyester)

C4 (390P gốm)

C5 (1m 63V điện phân)

C6 (3N3 polyester)

c 7 (4 n 7 sợi polyester)

C8 (330PF gốm sứ)

C9 (3N3 polyester)

c 10 (4 n 7 sợi polyester)

điện trở

R1 22K

R2 (2m vuông)

R3 (10K)

R4 470R

R5 (1m vuông)

R6 (4K7)

R7 22K

R8

R9 (47K)

R10 – R15 10K (6 tắt)

bộ nhận cáp quang nằm phía trên bộ lọc. đầu ra của bộ nhận được kết nối với đầu vào của mạch lọc.

D1 tạo ra một thiết bị di chuyển. và nó hoạt động trong các thiết đặt sai lệch. do đó, rò rỉ điện trở tạo ra hiệu ứng ldr.

mặt khác, r 1 hành vi tương tự như điện trở. ngoài ra, c 2 kết nối hai điểm: cấp phát hiện và bộ khuếch đại đầu vào. vì vậy, sẽ có một mạng lưới kết nối hai cấp. và hai vị trí này sẽ làm việc cùng một lúc trong chế độ đồng bộ.

nếu bạn cung cấp các dao động điện áp cao hiệu quả trên một bán dẫn (tr2), bạn có thể thúc đẩy các dao động nhiều lần.

và nó sẽ cho phép tăng tổng điện áp cao hơn (80 dB). giai đoạn lọc được xây dựng ở khoảng 1458 c (a/ b). Hơn nữa, đây là một hệ thống lọc 18 dB (lớp 2/3) với các chi tiết thường được sử dụng trong các mạch phát.

những lợi ích của cáp quang

bạn có thể ngâm sợi quang trong nước

nó có thể hỗ trợ dung lượng băng thông cao

những cáp này nhẹ, mỏng và chắc chắn

nó không cần tăng cường tín hiệu để ánh sáng di chuyển xa hơn

sợi cáp quang không cần phải thường xuyên bảo trì hoặc thay thế

không bị nhiễu điện từ

nhược điểm của cáp quang

Nó rất đắt tiền

Cấu trúc này cần rất nhiều lao động

dây cáp rất mỏng manh

sợi thủy tinh cần được bảo vệ nhiều hơn

Lời cuối cùng

mạch quang học đóng vai trò quan trọng trong toàn bộ sợi quang. so với cáp đồng, hầu hết mọi người thích cáp quang. điều này không có gì ngạc nhiên khi nói đến tốc độ truyền tải cao, băng thông. ngoài ra, chúng rất phù hợp cho các mạng dữ liệu hiệu năng cao và các ứng dụng từ xa.

anh nghĩ sao về dây cáp quang? anh có câu hỏi hay lời khuyên nào về chủ đề này không? hãy liên lạc với chúng tôi bất cứ lúc nào.