Алгоритм - Учебный центр

Версия сайта для слабовидящих
Заполните форму ниже! Мы вам перезвоним!

Нажав на кнопку "Отправить", Я даю своё согласие на автоматизированную обработку указанной информации, распространяющейся на осуществление всех действий с ней, включая сбор, передачу по сетям связи общего назначения, накопление, хранение, обновление, изменение, использование, обезличивание, блокирование, уничтожение и обработку посредством внесения в электронную базу данных, систематизации, включения в списки и отчетные формы.


Волоконно-оптические технологии.

Волоконно-оптические технологии.

Волоконная оптика используется как коммуникационная среда, соединяющая электронные устройства. Волоконно-оптическая связь может быть организована между компьютером и его периферийными устройствами, между двумя телефонными станциями или между станком и его контроллером на автоматизированном заводе. Применение волоконной оптики связано с преобразованием электрического сигнала в световой и обратно, стоимость волоконной оптики достаточно высока, но преимущества волоконной оптики определяемые уникальными характеристиками оптоволокна делают его наиболее подходящей передающей средой во множестве различных областей техники. Эти уникальные характеристики оптоволокна органично согласовываются, позволяя передавать данные с высокой скоростью на большие дистанции и с небольшим числом ошибок. Оптоволоконные линии обеспечивают:

- широкую полосу пропускания линии;

- нечувствительность линий к электромагнитным помехам;

- низкие потери;

- малый вес и малый размер;

- безопасность и секретность.

Важность каждого из этих достоинств зависит от конкретного применения оптоволоконных линий. В одном случае широкая полоса пропускания и низкие потери являются самыми ценными характеристиками. В других случаях важна безопасность и секретность передачи данных, которые легко обеспечиваются при использовании волоконной оптики.

Потребности общества в передаче все больших и больших объемов информации электронным способом постоянно увеличиваются. Увеличение полосы пропускания передающей среды и частоты несущей потенциально увеличивают возможности передачи информации. Радиочастоты используемые для передачи выросли на пять порядков, от примерно 100 КГц до приблизительно 10 ГГц, но частоты светового сигнала на несколько порядков превосходят максимально-возможные частоты радиоволн. Изобретение лазера, в котором свет используется в качестве несущей сразу увеличило потенциальный диапазон на четыре порядка до 100 000 ГГц (или 100 терагерц, ТГц). Теоретически волоконная оптика может работать в диапазоне до 1 ТГц, однако практически используемый в настоящее время диапазон частот еще достаточно далек от этих предельных значений. Применяемая сегодня полоса пропускания волоконной оптики превосходит аналогичный параметр медного кабеля. Коммуникационные возможности волоконной оптики только начинают развиваться, в то время как возможности медного кабеля достигли своего верхнего предела.

Телефонные компании при модернизации оборудования все чаще используют цифровую связь. Более широкая полоса пропускания оптических систем обеспечивает большее количество звуковых каналов, приходящихся на одну линию и более высокую скорость передачи битов.

Кабели, соединяющие оборудование, часто являются одним из главных источников электромагнитных излучений. Они также восприимчивы и к приему внешних сигналов, являющихся помехами от других устройств.

Оптические волокна не излучают и не воспринимают электромагнитные волны, они являются идеальной средой. Некоторые производства использует волоконную оптику только по этой причине. Например, при включении и выключении мощных электромоторов возникают сильные электромагнитные наводки, которые отрицательно влияют на работу сигнальных линий технологического оборудования. Использование оптического волокна вместо медного кабеля позволяет избежать данной проблемы.

Медные сигнальные кабели нельзя прокладывать вблизи от высоковольтных линий без специальной защиты, поскольку наводки от высоковольтной линии будут искажать передачу сигнала. Волоконно-оптические линии могут быть проложены совместно с высоковольтными, наводки от высоковольтных линий на них не влияют, световые сигналы не искажаются. Цифровая передача требует передачи сигнала без ошибок, а всплеск электромагнитной наводки может стать причиной ошибок в электронных системах передач данных. Оптические волокна открывают новые возможности для передачи сигналов на большие расстояния без искажений.

Волоконно-оптический кабель той же информационной емкости, что и медный весит значительно меньше медного (одножильный волоконно-оптический кабель весит в 9 раз меньшекоаксиального). Вес кабелей связи крайне важен в отраслях самолетостроения, автомобилестроения и др.

Одно оптическое волокно может заменить несколько медных проводников. Емкость волоконно-оптического кабеля существенно превосходит емкость коаксиального, несмотря на то, что его диаметр почти в 10 раз меньше.

Малый размер оптоволоконного кабеля делает его незаменимым для использования в самолетах, подводных лодках, где использование каждого квадратного дюйма является критическим. Применение волоконно-оптического кабеля обусловлено не только экономией места, но также невозможностью применения его медного аналога. Волоконная оптика позволяет эффективно использовать ограниченное пространство.

Толстый медный кабель, занимающий большой объем в городском подземном кабельном канале, может быть с успехом заменен тонким оптическим кабелем, при этом останется место для прокладки новых кабелей в будущем.

Оптоволокно является диэлектриком и не проводит ток. Его использование безопасно с точки зрения искро- и пожаробезопасности. Волокно не притягивает молнии. Волоконно-оптический кабель может также использоваться в опасных местах и средах, в которых из соображений безопасности вообще нельзя применять электрические кабели (например, волокно можно проложить прямо через бензобак автомобиля).

Подсоединение к проводу, перехват радиоволн, излучаемых работающим оборудованием или кабелем - вот варианты перехвата секретной информации. Государство и бизнесмены каждый год затрачивают большие средства на защиту своих секретов и шифрование передаваемых сообщений.

Оптическое волокно является сверхбезопасной средой для передачи информации. Оно не излучает волны, которые могут быть получены близкорасположенной антенной. Подсоединиться к оптоволокну крайне тяжело поэтому Правительство и деловые круги рассматривают оптическое волокно как информационную среду, обеспечивающую надежную защиту передаваемой секретной информации.

Оптическое волокно при передаче информации телефонных разговоров или компьютерных данных играет ту же роль, что и медный провод, но по волокну переносится свет, а не электрический сигнал. Средой переносящей информацию является оптическое волокно (тонкая стеклянная или пластиковая нить). В связи с этим появляется множество преимуществ, что позволяет использовать оптическое волокно как несущую среду в различных областях техники от телефонии до компьютеров и систем автоматизации.

 

Рис.1. Элементы волоконно-оптической линии.

Волоконно-оптическая система представляет собой линию, связывающую две электрические цепи. На рис. 1 представлены основные элементы волоконно-оптической линии: 

1) Передатчик состоит из схем устройства управления и источника оптического сигнала (светоизлучающий или лазерный диод), который преобразует электрический сигнал в световой. Управляющее устройство преобразует входной сигнал в вид, необходимой для управления источником.

2) Волоконно- оптический кабельсостоит из оптоволокна и защитных оболочек и является средой, по которой распространяется световой сигнал.

3) Приемник предназначен для приема светового сигнала и его преобразования в электрический сигнал. Приемник состоит из детектора, непосредственно выполняющий функцию преобразования сигналов, и выходного устройства, которое формирует и усиливает электрический сигнал.

4) Коннекторы (соединители) используются для подключения волокон к источнику, детектору и для соединения волокон между собой.

В состав более сложных линий и коммуникационных сетей входят и другие элементы, такие как разветвители, мультиплексоры и распределительные устройства, но в любой волоконно-оптической линии обязательно используются передатчик, волокно, приемник и соединители.

Волоконная оптика позволяет передавать информацию с существенно более высокими скоростями по сравнению с медными кабелями и имеет гораздо более приемлемую стоимость и меньше ограничений, чем другие технологии. Возможности волоконной оптики еще только начинают активно реализовываться, но уже сейчас волоконно-оптические линии превосходят по своим характеристикам аналоги, основанные на медном кабеле и микроволновой технологии, возможности которых имеют меньший потенциал развития, чем начинающая развиваться волоконно-оптическая технология. Волоконная оптика стала неотъемлемой частью информационной революции, и частью всемирной кабельной сети. Волоконная оптика обеспечивает соединение электронного оборудования в офисе с оборудованием в других офисах; трансляцию переговоров через громадные расстояния; распространение по кабелю телевизионного изображения; безопасное соединение электронных блоков в автомобиле; управление производственными процессами в промышленности. Характеристики и возможности волоконной оптики позволят в ближайшем будущем существенно расширить область ее применения.

 


Лицензия