- Cum funcționează comunicarea prin fibră optică?
- De ce se utilizează fibra?
- De ce lumină și nu electricitate?
- Caracteristicile comunicării cu fibră optică
- Aplicații ale fibrelor optice
- Impactul fibrei opotice asupra IoT (Internetul obiectelor)
Comunicarea cu fibră optică este metoda de comunicare în care semnalul este transmis sub formă de lumină, iar fibra optică este utilizată ca mijloc de transmitere a semnalului luminos dintr-un loc în altul. Semnalul transmis în fibră optică este convertit de la semnalul electric în lumină și la capătul de recepție, este convertit înapoi în semnalul electric de la lumină. Datele trimise pot fi sub formă de date audio, video sau de telemetrie care urmează să fie trimise pe distanțe lungi sau prin rețele locale. Comunicarea cu fibră optică având rezultate bune în transferul de date pe distanțe lungi la viteză mare, a fost utilizată ca aplicație în diverse scopuri de comunicare.
Cum funcționează comunicarea prin fibră optică?
Procesul de comunicație prin fibră optică transmite un semnal sub formă de lumină care este transformat mai întâi în lumină din semnale electrice și transmis și apoi invers se întâmplă pe partea de recepție.
Acest proces poate fi explicat folosind o diagramă așa cum se arată mai jos:
Partea transmițătorului:
Pe partea emițătorului, mai întâi dacă datele sunt analogice, acestea sunt trimise către un circuit de codare sau convertor care convertește semnalul analogic în impulsuri digitale de 0,1,0,1… (în funcție de modul în care sunt datele) și trece printr-un circuitul transmițătorului sursei de lumină. Și dacă intrarea este digitală, atunci este trimisă direct prin circuitul transmițătorului sursei de lumină, care convertește semnalul sub formă de unde de lumină.
Cablu fibra optica:
Undele de lumină primite de la circuitul emițătorului la cablul de fibră optică sunt acum transmise de la locația sursei la destinație și primite la blocul receptor.
Partea receptorului:
Acum, pe partea receptorului, fotocelula, cunoscută și sub numele de detector de lumină, primește undele luminoase din cablul de fibră optică, îl amplifică utilizând amplificatorul și îl convertește în semnalul digital corespunzător. Acum, dacă sursa de ieșire este digitală, semnalul nu mai este schimbat și dacă sursa de ieșire are nevoie de semnal analogic, atunci impulsurile digitale sunt apoi convertite înapoi la un semnal analogic folosind circuitul decodor.
Întregul proces de transmitere a unui semnal electric de la un punct la altul prin transformarea acestuia în lumină și utilizarea cablului cu fibră optică ca sursă de transmisie este cunoscut sub numele de Comunicare cu fibră optică.
De ce se utilizează fibra?
Firele de fibră au înlocuit firul de cupru ca cablu de transmisie, deoarece are mai multe avantaje decât cablurile electrice.
- Capacitate mare de transmisie : o singură fibră de silice poate transporta sute de mii de canale telefonice, utilizând doar o mică parte din capacitatea teoretică.
- Pierderi mici : se pierde aproximativ 0,2 dB / km semnal pentru fibrele moderne de siliciu monomod, astfel încât multe zeci de kilometri pot fi parcurși fără a amplifica semnalele.
- Amplificare ușoară : un număr mare de canale poate fi reamplificat într-un singur amplificator cu fibră, dacă este necesar pentru distanțe de transmisie foarte mari.
- Cost redus : Datorită ratei de transmisie uriașe realizabile, costul pe bit transportat poate fi extrem de redus.
- LightWeight: Comparativ cu cablurile electrice, cablurile din fibră optică sunt foarte ușoare.
- Fără interferențe: cablurile cu fibră optică sunt imune la problemele care apar cu cablurile electrice, cum ar fi buclele de masă sau interferențele electromagnetice (EMI).
Motivele explică în mod clar faptul că cablurile de fibră optică sunt mult mai bune decât cablurile de cupru coaxiale și de aceea cablurile de fibră optică sunt preferate față de mediile de transmisie convenționale.
De ce lumină și nu electricitate?
Lumina cu lumină sau cu laser (pentru a fi precis) este utilizată pentru comunicarea cu fibră optică din cauza faptului că lumina laserului este o singură sursă de lumină cu lungime de undă. În timp ce celelalte semnale luminoase, cum ar fi lumina soarelui sau becul, au multe lungimi de undă ale luminii și, ca rezultat, dacă ar fi utilizate pentru comunicare, ar produce un fascicul care este foarte puțin puternic și, pe de altă parte, laserul având un singur fascicul ar avea ca rezultat o fascicul mai puternic ca ieșire.
Deci, mai puțină dispersie, transmiterea unui număr mai mare de semnale și consumarea mai puțin de timp fac din lumină o sursă bună de comunicare.
Caracteristicile comunicării cu fibră optică
În comunicația cu fibră optică, lumina este utilizată ca semnal care se transmite în interiorul cablului de fibră optică. Acest mod de comunicare are caracteristici importante pentru a fi discutate și îl face un mod bun de comunicare.
- Lățime de bandă - dispersia unică a luminii laser înseamnă că poate fi transmisă o cantitate bună de semnal (informațiile fiind transferate în biți) pe secundă, ceea ce duce la o lățime de bandă mare pentru distanțe mari.
- Diametru mai mic - Diametrul cablului de fibră optică este de aproximativ 300 micrometri în diametru.
- Greutate redusă - Cablul din fibră optică are o greutate redusă în comparație cu cablul de cupru.
- Transmiterea semnalului pe distanțe lungi - Deoarece lumina laserului nu se dispersează, poate fi transmisă cu ușurință pe distanțe mari.
- Atenuare redusă - Fibra este fabricată din sticlă, iar laserul traversează, semnalul transmis are o pierdere de doar 0,2 dB / km.
- Securitatea transmisiei - Criptarea optică și absența semnalului electromagnetic fac ca datele să fie securizate prin fibra optică.
Aplicații ale fibrelor optice
Comunicarea cu fibră optică este utilizată în principal în industria telecomunicațiilor care utilizează fibra optică pentru:
- Transmiterea semnalelor telefonice.
- Comunicare prin Internet.
- Transmisie semnal televiziune prin cablu.
În afară de aceasta, fibra optică în zilele noastre este utilizată peste tot în case, industrii, birouri pentru distanțe lungi, precum și pentru comunicații la distanță mică.
Impactul fibrei opotice asupra IoT (Internetul obiectelor)
Comunicarea cu fibră optică va avea un impact mare asupra IOT și aceste lucruri enumerate vă vor explica cum IOT ar necesita fibra optică.
- Transmisie rapidă - Viitorul va fi IOT și toate dispozitivele și lucrurile noastre vor fi conectate la internet, care are nevoie de o comunicare bună și viteză mare. Singurul suport de transmisie care acceptă o astfel de cerință este fibra optică. Viitorul are nevoie de IOT și IOT are nevoie de fibră optică pentru cea mai bună comunicare care ar putea ajuta la atingerea vitezei datelor wireless până la viteza de 100 Gbps, realizând comunicații și transfer de date de dimensiuni mari în câteva secunde.
- Securitatea datelor - Securitatea în IoT este principala preocupare atunci când ne gândim la o cantitate mare de date care trebuie transferate între miliarde de dispozitive conectate împreună. Hackarea datelor din mediile de comunicare este posibilă, cu excepția cazului în care este vorba de fibră optică. Fibrele optice sunt foarte greu de piratat, iar piratarea lor fără a fi detectate este aproape imposibilă. Din nou, o fibră optică poate ajuta la securizarea datelor și la transferul acestora la viteză foarte mare.
- Fără pierderi de date din cauza interferențelor - Cablurile din fibră optică pot fi instalate oriunde (chiar și sub apă sau în zone cu temperatură ridicată) și nu au interferențe electromagnetice, ceea ce nu duce la pierderi de date din cauza interferențelor.