Оптикалық талшықпен сауле энергиясын тасымалдаудың спектралдық өтімділігі

Кіріспе 4
1. Оптикалық талшықпен сәуле энергиясын тасымалдау 6
1.1 Жүйелерді талда 6
1.2.Фотогальваникалық батареяларды зерттеу 21
1.3. Оптикалық талшық арқылы энергияны жібеудің спектралды тиімділігі 22
1.4.Оптикалық талшықтар және оның түрлері және талшықты.оптикалық байланыс желілері түсініктері 23
1.5. Оптоталшықты кабелдер классификациясы 25
1.6. Талшықты.оптикалық байланыс жүйелерінің кемшіліктері 26
1.7. Талшықты оптика үшін таратқыштар және қабылдағыштар 27
1.8. ТОБЖ қолданыс аясы 28
1.9. Оптоталшықты ТВ бақылау жүйесі 29
1.10. Бейнесигналдарды мультиплексірлеу 30
1.11. Кабельді желінің инфрақұрылымы 31
1.12. Шалаөткізгішті лазерлер 32
1.13. Шалаөткізгішті светодиодтар 33
1.14. Фотоқабылдағыштар 34
1.15. Лазерлер 36
1.16. Талшықты лазерлердің ерекшеліктері 38
1.17. Шалаөткізгішті фотоэлементтер 45
2. Жүйені тестілеу және оны пайдалануға енгізу 48
2.1. Оптикалық арна бойымен энергия тасымалда 49
2.2. Оптикалық талшық арқылы энергия жіберудің спектральді тиімділігі 54
2.3. Қорытынды 57
2.4. Пайдаланылған әдебиеттер тізімі 58
Оптоталшықты ақпаратты қабылдап/тарату үшін әртүрлі құрылғылар мен алыстан қабылдап/таратушы модулдер электрқорегін қамтамасыз ету үшін мыс кабельдерді тартуды талап етеді. Мұндай жүйелердің параметрлерін зерттеу барысында бұл технология металды кабелдермен электрқорегін таратудан қымбат болып саналды, бірақ кейбір салаларда оның қолданылуы мүмкін.
Мысалы: жоғары деңгейде электромагнитті кедергілері бар жүйелерде (әртүрлі электромагнитті сәулеленуді өлшегіштер мен электртаратқыш сызықтарын бақылағыштар); агрессивті және жарылу қаупі бар орталарда (жанармайлы есептегіш жүйелерде, жерасты зерттеулер, картографиялау және сейсмикалық белсенділікті бақылауда) өрт және байланыстың ұшқындауынан жарылу қауіпсіздігін қамтамасыз ету мен металды өткізгіштерді ортаның компоненттерімен өзара байланыстырудан қорғау міндетті болатын жүйелерде; адам ағзасын зондпен тексеру жұмыстарында қолданылатын, электрқорегін оптоталшық арқылы тарататын медициналық диагносткалық құрылғыларда қолданылады; жаппайгабаритті сипаттамаларының айтарлықтай жақсаруына алып келетін, борттық аспапта бөлінген құрылғыларды электрқорекпен қамтамасыз ету үшін; технологиялық тұрғыда қосымша қорек кабелін тартуға болмайтын немесе оны тарту үлкен материалдық шығынмен байланысты әртүрлі жүйелерде (шахтадағы құрылғылар, бейнекамера бақылауларында).
Жоғарыда айтылған салаларда оптоталшықты электрқорегін таратудағы ерекшеліктері болып: электромагнитті кедергілерге қарсы тұру, агрессивті қоршаған ортаға жоғары тұрақтылық (оптоталшықты өндіретін төменгі 282 кремний оксидінің SiO2 химиялық белсенділігі), жарылу қаупі бар орталарда және жоғары температура мен қысымдарды жұмыс істеу мүмкіндігі, электрлік оқшаулауды толық талап ету, салмақты габаритті көрсеткіштерінің аздығы.
Жұмыстың мақсаты: Оптикалық талшықпен сауле энергиясын тасымалдау, спектралдық өтімділігін есептеу.
1 Гук М. Аппаратные средства локальных сетей/М. Гук - СПб: Издательство “Питер”,2000.-572с.
2 Родина О.В. Волоконно-оптические линии связи/О.В. Родина - М.: Горячая линия, 2009.-400c.
3 Арагвал, Г. Нелинейная волоконная оптика: Пер. с англ. - М. : Мир, 1996. - 323 с.
4 Фриман, Р. Волоконно-оптические системы связи: 3-е издание, дополненное. М. :Техносфера, 2006. 496 с.
5 A.C. Van Rijn, C.A. Grimbergen M. F. Hajer// 21-st Annual Conf. Engineering in Medicine and Biology and Annual Fall Meeting of the Biomedical Engineering Soc. BMES/EMBS Conference. October, 1999. Vol. 2. P. 845.
6 A stable 2 W supply optical-powering system / T. Yasui, J. Ohwaki, M. Mino, T. Sakai // Photovoltaic Specialists Conference, 2000. Conference Record of the Twenty-Eighth IEEE. 2000. P. 1614-1617.
7 New imitated equipment with optical powering system for evaluating anechoic chamber characteristics/ T. Nango, T. Kawashina, J. Ohwaki, M. Tokuda // IEEE International Symposium on Electromagnetic Compatibility (EMC). 2001. Vol. 1. P. 274-279.
8 Werthen, J. G. Powering Next Generation Networks by Laser Light over Fiber, Optical Fiber communication // National Fiber Optic Engineers Conference. OFC/NFOEC2008. Conference on 24-28 February, 2008. P. 1-3.
9 http://geektimes.ru/post/165199/
        
        Қaзaқстaн Рeспубликaсының Бiлiм жәнe ғылым министрлiгi
Әл - Фaрaби aтындaғы Қaзaқ ұлттық унивeрситeтi
Физика-техникалық факультеті
Қатты дене физикасы және ... ... ... мeңгeрушiсi,
ф.-м.ғ.д., профессор ... ... ...
5B071900 - мaмaндығы бoйыншa
Oрындaғaн
Әлі.А.Б
Ғылыми жeтeкшi
ф.-м.ғ.к., аға оқытушы
Сванбаев Е.А.
Нoрмa бaқылaушы ... ... ... Рeспубликaсының Бiлiм жәнe ғылым министрлiгi
Әл - Фaрaби aтындaғы Қaзaқ ұлттық унивeрситeтi
Әлі.А.Б
ОПТИКАЛЫҚ ТАЛШЫҚПЕН СӘУЛЕ ЭНЕРГИЯСЫН ТАСЫМАЛДАУДЫҢ СПЕКТРАЛДЫҚ ... ... - ... ... ... 58 бeттeн, 32 сурeттeн, 4 кeстeдeн, 9 әдeбиeт көздeрiнeн тұрaды.
Негізгі ұғымдар:
Оптикалық талшықпен сәуле энергиясын ... ... ... ... қатар талшықты оптикалық жүйелердегі негізгі ұғымдарды түсініп,тақырыпты сол анықтамалар ... ... ... ... нa 58 ... и ... из 32 рисункoв,4 тaблиц и сoдeржит 9 списoк испoльзуeмoй литeрaтуры.
Основные термины:
Целью дипломной работы является определить спектральную эффективность передачи ... по ... А так же ... ... термины волоконно-оптических систем используя этих терминов раскрыть тему работы.
ABSTRACT
The diploma project is ... on 58 pages and consists of 32 figures, 4 tables and contains 9 list of ... terms:
The aim of the thesis is to ... the spectral ... of power ... over fiber. And also ... the basic terms of ... systems using these terms to develop a theme of work.
МАЗМҰНЫ
Кіріспе 4
1. Оптикалық талшықпен сәуле энергиясын тасымалдау 6
1.1 Жүйелерді талда 6
1.2.Фотогальваникалық батареяларды зерттеу 21
1.3. ... ... ... ... ... спектралды тиімділігі 22
1.4.Оптикалық талшықтар және оның түрлері және талшықты-оптикалық байланыс желілері түсініктері 23
1.5. Оптоталшықты кабелдер классификациясы 25
1.6. ... ... ... кемшіліктері 26
1.7. Талшықты оптика үшін таратқыштар және қабылдағыштар 27
1.8. ТОБЖ қолданыс ... ... ТВ ... ... ... мультиплексірлеу 30
1.11. Кабельді желінің инфрақұрылымы 31
1.12. Шалаөткізгішті лазерлер 32
1.13. Шалаөткізгішті светодиодтар 33
1.14. Фотоқабылдағыштар 34
1.15. Лазерлер 36
1.16. Талшықты лазерлердің ерекшеліктері 38
1.17. Шалаөткізгішті фотоэлементтер 45
2. Жүйені тестілеу және оны ... ... ... арна ... энергия тасымалда 49
2.2. Оптикалық талшық арқылы энергия жіберудің спектральді тиімділігі 54
2.3. Қорытынды 57
2.4. Пайдаланылған әдебиеттер тізімі 58
Кіріспе
Оптоталшықты ... ... үшін ... ... мен ... ... ... электрқорегін қамтамасыз ету үшін мыс кабельдерді тартуды талап етеді. Мұндай жүйелердің параметрлерін зерттеу барысында бұл технология металды ... ... ... ... ... саналды, бірақ кейбір салаларда оның қолданылуы мүмкін.
Мысалы: жоғары деңгейде электромагнитті кедергілері бар жүйелерде (әртүрлі электромагнитті сәулеленуді өлшегіштер мен ... ... ... агрессивті және жарылу қаупі бар орталарда (жанармайлы есептегіш жүйелерде, жерасты зерттеулер, картографиялау және сейсмикалық белсенділікті ... өрт және ... ... ... қауіпсіздігін қамтамасыз ету мен металды өткізгіштерді ортаның компоненттерімен өзара байланыстырудан қорғау міндетті болатын жүйелерде; адам ағзасын зондпен тексеру ... ... ... ... ... ... медициналық диагносткалық құрылғыларда қолданылады; жаппайгабаритті сипаттамаларының айтарлықтай жақсаруына алып келетін, борттық аспапта бөлінген құрылғыларды электрқорекпен қамтамасыз ету үшін; технологиялық ... ... ... ... тартуға болмайтын немесе оны тарту үлкен материалдық шығынмен байланысты әртүрлі жүйелерде (шахтадағы құрылғылар, бейнекамера бақылауларында).
Жоғарыда айтылған салаларда ... ... ... ... ... ... ... қарсы тұру, агрессивті қоршаған ортаға жоғары тұрақтылық (оптоталшықты өндіретін төменгі 282 кремний оксидінің SiO2 ... ... ... ... бар ... және ... ... мен қысымдарды жұмыс істеу мүмкіндігі, электрлік оқшаулауды толық талап ету, салмақты габаритті көрсеткіштерінің аздығы.
Жұмыстың мақсаты: Оптикалық талшықпен сауле энергиясын ... ... ... ... ... ... САУЛЕ ЭНЕРГИЯСЫН ТАСЫМАЛДАУ
1.1 Жүйелерді талдау
Ең бірінші электрқорегін ... ... 1978 жылы Bell ... ... (АҚШ) қызметкерлері дыбыстық сигнал беру қорегі үшін қолданды. 1999 жылы ... рет ... ... ... ... ... диагностикалық құрылғы үшін электрқоректі оптоталшық арқылы тарату жүйесі құрылды (сур.1.1). 9% ретті тиімділігі бар 53 мВт электрлік қуат ... ... және ... үшін ... _Q_. ... ... жүйесі. Фотогальваникалық батарея. 1 қуат бақылаушы*. .І.Декодер. деректерді тарату үшін оптоталшық. ... ... 1.1. ... ... бойынша қорек тарату жүйесін қолдану
2000 жылы NTT Photonics Laboratories (Жапония) лабораториясында электрқорегін 2 Вт ... ... және 5 В ... қамтамасыз ететін талшықты-оптикалық кабель арқылы электрқорегін тарату жүйесі құрастырылды. Электрлік энергияны оптикалыққа түрлендіретін оптикалық көзі ретінде толқын ұзындығы 808 нм ... ... ... ... ... ... сәулеленудің максималды қуаты 3 Вт және әсерлілігі 11 % болды. ... ... үшін ... ... 200 мкм және ұзындығы 200 м болатын көпмодалы оптоталшық ... ... ... ... үшін 283 ие, ... 31% ... алты ... фотогальваникалық батарея p-i-n фотодиоды қолданылды. 2 Вт ... ... үшін ... 400 мВт ... қуат ... ететін 5 фотогальваникалық батарея, соған сәйкес 5 оптикалық талшық қажет болды. Жалпы жүйенің жиынтық тиімділігі 3% ... ... ... ... ... батарея;
Ақпаратты тарататын оптикалық талшық;
Кодерлеуші тізбек 1 ^ а -- Т ::а > * я п ... ... ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ J~ ... ... ... ... талшықтар ад к ф д н ь п :: V W -- 5 ... 1.2. NTT ... ... ... ... шалғайдағы қорек модулі үшін электрқорегін оптоталшық арқылы тарату жүйесі
2001 жылы берілген электрқоректі оптоталшық ... ... ... ... ... ... энергиямен қамтамасыз ету үшін жаңғырықсыз камераның сипаттамаларын өлшеу жүйесінде қолданылды, сонымен бірге қосымша оптоталшық өлшегіш ... ... ... ... тарату үшін қолданылды . Оптоталшық арқылы элекқоректі тарату технологиясын қолдану металды кабелдер қорегінің өлшеу нәтижелері енгізген қатты бұрмалану мәселелерінің шешілуіне ... ... ... ... ... ... электрқоректерін тарату жүйесі бойынша екі коммерциялық ұсыныс бар. RLH ... (АҚШ) ... ... екі көпмодалы диаметрі 62,5 мкм талшықты-оптикалық кабел арқылы тарату жүйесін, сонымен бірге жүйе 45 Вт ... ... ... және ... ... қуат 600 ... ... (2 талшық қолданылады) қамтамасыз етіледі деген ұсыныс тастап отыр. Жүйенің тиіміділігі 2% құрап отыр. Оптоталшық арқылы электрқоректі тарату ... ... ... жұмыстары JDSU (АҚШ) [6] фирмасы оптикалық қуатты 500 м ... ... үшін 284 өзек ... 62,5 ... 100 мкм ... ... ... сызғыштары өлшемі 2х2 мм 50% тиімділікті 2 GaAs ... ... ... ... ... ... ұзындығы 850 нм болатын қуаты 5 Вт болатын сәулелену құрайды. Электрқоректі 10 км ... ... үшін ... ... және ... негізіндегі 2х2 мм өлшемді фотогальваникалық батарея, 25% тиімділігі бар ... ... ... арқылы электрөорегін тарату жүйесінің сыртқы көрінісі сурет 1.4 көрсетілген.
Жаңғырықсыз камера;
Сәулеленуші элемент;
Қабылдағыш антенна;
Коаксиалды кабель;
Оптоталшықтар;
Қуатты лазер;
Оптикалық модулятор;
Лазерлі диод;
Тізбектің ... ... 1.3. ... ... 3 ... энергиямен қамтамасыз ету үшін жаңғырықсыз камераның сипаттамаларын өлшеу жүйесінің қорек жүйесі
Оптоталшықты байланыс аз шуыл мен ... ... ... ... (іс жүзінде бұру жұмыстарын жасау мүмкін емес). Пластикті талшықтар 100 метрден аспайтын байланыс ұзындықтарында және шектеулі жылдам ... (500 МГц кем ... ... Соңғы уақыттарда (2006-7г)30 метрлі ұыздықта 40 Гбит/с жылдамдықта және 220 метрлі (Lightware N4 2007) 5,35 Гбит/с ... ... ... ... ... ... ... арқылы таратудың ықтималды қателігі 1300 нм толқын ұзындықтары үшін кері жағдай орын алады, одан да ұзын ... ... ... ... баяу ... ... ... бұрмалануға таралу жылдамдығының дисперсиясы әсерін тигізеді, ал көпмодалыларға модалы дисперсия ... ... ... ... ... ... бірі ... жалғанған жерлері мен жалғағыштары жатады. Талшықтың орталық бөлігінің диаметрін есепке ала отырып, жалғанған талшықтардың ... ... ... ... (әсіресе орталық ядросының диаметрі 10 микроннан аспайтын бірмодалы ... ... ... қиылған жерлерінде пішінінің деформациясы осындай жағдайларға алып келеді.
Сурет 1.8. Талшықтың өз ... ... ... ... ... үшін ... ... суретте көрсетілгендей құрылымда болады, және керамикадан дайындалады. Жалғағыштағы жарық шығындары 10-20 % ... ... үшін ... ... 1-2% ... ... Сонымен қатар, шамамен 10% (splice) шығынмен сипатталатын, талшықтардың механикалық тұтасуының техникасы бар. Оптикалық сигналдардың динамикалық диапазонының қолайлы ... ... және ... ... сезімталдық интервалы үшін оптикалық аттенюаторлар талшықты кабель және қабылдағыш арасындағы саңылауды арттыратын, жұқа ... ... ... 1.9. ... ... ... үшін талшықтың ұзындығы үлкен болса, ал жолда ... жоқ ... онда ... ... күшейткіштерін орнату керек (ЭЕМ болуы міндетті емес).
Сурет 1.10. Аралықты талшықты күшейткіш
Оптикалық талшықтарды пайдаланып сақиналы құрылымдарды ғана ... ... желі ... хаб ... және ... ... кабельді сегментінің сипаты бойынша құру мүмкін болады. Мұндай желінің көрінісі суретте көрсетілген (пассивті хаб-концентратор). Бұл субжелінің базалық элементі ... ... ... ... ... ... ... біреуіне субжеліні құрайтын, құрылғылардың барлық таратқыш интерфейстері талшықтың шығысына қосылады. Басқа дөңбек кесінді арқылы сигнал ... фото ... ... келіп түседі. Сонымен, интерфейстердің біреуімен жіберілген сигнал субжеліге қосылған қалған ... ... ... ... Сонымен бірге, жарық шығыны 2С + S + 10*log(N) құрайды, мұндағы С - жалғағыштағы шығыдар, S - ... ... ... ал N - ... арналар саны (N 64-ке жетуі мүмкін). Қазіргі заманғы қабылдағыш-таратқыштардың микросұлбалары (DIP корпусы) ... ... ... ... ... бар (62,5/125мкм немесе 10/125 мкм). Бұлардың кейбіреулері (мысалы ODL 200 AT&T) қоректі өшірген кезде, оптикалық айналма жолда ... іске ... ... 1.11. ... ... ... сұлбасы
Соңғы уақытта оптикалық арналарды арзандату жұмыстары толқын ұзындықтары бойынша бөліп мультиплексірлеу арқылы жетіп отыр. Бұл техниканың есебінен 16-160 есе бір ... ... ... кеңжолақтылығын артты. Мультиплексірлеудің сұлбасы суретте көрсетілген. Арнаның кірісінде сигналдар призманың көмегімен бір ортақ талшыққа бірігеді. Шығысында баламалы призманың ... бұл ... ... ... және ... ... саны 32 және одан да көп ... мүмкін (соңғы уақытта призманың орнына өте кішкентай айналар қолданылады, олар толқын ұзындығы ... ... ... 3D) ... ... ... таза алу технологиясын құрастыру бірмодалы талшықтың өткізу жолағын 100 нм-ге дейін (1=1550 нм талшық үшін) кеңейтуге мүмкіндік ... Бір ... ... 2-ден 0,2 ... дейінгі диапазонда жатуы мүмкін. Бұл технология жақын арада ақпаратты тасымалдауды бір талшық ... 1-ден 10 ... ... ... ... ... 1.12. ... талшықты толқын ұзындығы бойынша бөліп мультиплексірлеу
Сурет 1.13. Оптикалық талшықта толқын ұзындықтары ... ... ... бөлу ... TE - ... ... L - лазер; M/D - ... ... ... 1.14. Оптикалық ақпараттық ағындарды қайта бағыттау сұлбасы (RINGrid-WP3-D3_1-JKU. State of the art in Networks and Grid Infrastructures. Contract no. ... ... ... іске асыру үшін коммутациялық түйінде ағынның толқын ұзындығын ... ... Бұл ... ... 1.1.13 ... көрсетілген (а) OADM - (optical adddrop multiplexer), (b) OXC - (optical ... - ... ... (c) OXC - ... ұзындығы ауысымды.
Сурет 1.15. Оптикалық ақпараттық ағындарды ... ... ... және ... қайта бағыттау сұлбасы (RINGrid-WP3-D3_1-JKU. State of the art in Networks and Grid Infrastructures. Contract no. 031891)
1.2. ФОТОГАЛЬВАНИКАЛЫҚ БАТАРЕЯЛАРДЫ ЗЕРТТЕУ
Оптоталшық ... ... ... ... ... ... ... InGaAsP/InP, оптоталшықты шығысы бар Фабри-Перо лазерінен, 1300 нм-лі толқын ұзындығынан және оптикалық сәулеленудің 1 Вт-қа дейінгі шығыс қуаты бар, ... ... ... ... бар ... екі ... мультиплексордан, SMF-28e типті бір қалыпты оптоталшықтан және көпмодалы оптоталшықпен түйіскен p-i-n негізінде 2 ... ... бар ... ... ... ... тұрады. Жүйенің маңызды бөлігі болып оптикалық энергияны түрлендіргіш болып табылады (фотогальваникалық батарея). Тәжірибеде түрлендіргіштің екі түрі қолданылды және лазер - ... - ... ... түрлендірулерінің сүлбасының екі әртүрлі нұсқасы жиналды. Бірінші нұсқада Фабри-Перо ... бар ... ... 285 ... ... ... Corning SMF-28e және ... pin - фотодиод қолданылды.
Сурет 1.16. JDSU (АҚШ) ... ... ... ... тасымалдау сұлбасы
Жүйе электрлік қуатты 300мВт-қа дейін және тиімділігі оптикалық қуатты электрлік қуатқа түрлендіру тиімділігі 40%-ке қамтамасыз етеді. Жүйенің тасымалданатын ... ... 1 ... ... ... ... және фотогальваникалық батареялар үшін сәулеленудің қуаты нашар ... ал ... 10 ... ... ... ... - ... шашырау жағдайында бәрмодалы оптоталшықтың оптикалық сәулеленуінің қуаты шектеулі болады.
1.3. Оптикалық ... ... ... ... ... тиімділігі
Оптоталшықты желілер байланыс саласындағы келешегі бар бағыттардың бірі болып ... ... ... мыс ... ... ақпараттық желілерге қарағанда өткізгіштік қабілеттері жоғары болып келеді. ... ... ... ... үлкен ақпарат ағындарын жіберу үшін жетілдірілген орта болып табылады. Ол негізі екі кремний окисі құрайтын, ең көп таралған және ... ... ... ... дайындалады. Оптикалық талшықтар өте шағын және жеңіл, олардың диаметрі 100 мкм шамасында болады. ... ... ... ... ... мәселелерді алып тастайтын электромагнитті өрістерге қарсы тұра алады. Оптикалық желілер сигналдарды төмен шығынмен үлкен қашықтыққа ... ... ... ... бұл ... ... ... болып қала береді, оптикалық құрауыштары үнемі төмендеп тұрады, сол уақытта мыс желілердің мүмкіндіктері ... ... ... жақындап келеді және бұл бағыттың ары қарай дамуына өте үлкен ... ... етіп ... ... ... ... қазіргі кезде маңызды, болашағы бар және қарастыру үшін қызықты болып отыр.
1. Құрылу тарихы
Талшықты оптика байланысты қамтамасыз ететін құрал ... ... және ... ... технологияның өзі қарапайым және құрылғанына көп уақыт болған. Айнымалы арқылы жарықтық шоғырлардың бағытын сыну жолы арқылы жасау тәжірибе ... 1840 жылы ... ... (Daniel ... мен Жак ... Babinet) ... ... Бұл технологияны тәжірибе жүзінде ХХ ғасырда қолданыла бастаған болатын.
Өткен ... 20-шы ... ... ... ... ... ... мүмкіндіктері Кларенсом Хаснелл (Clarence Hasnell) және Джон Берд (John Berd) тәжірибешілері арқылы құрылған болатын.
1970-ші жылы Corning компаниясының мамандарымен ... ... ... ... ... даму ... ең ... жағдайлардың бірі деп санауға болады. Құрастырушылар бір километр ... ... ... ... 1 ... ... ... тұра алмайтын өткізгіш ойлап тапты.қазіргі өлшеулер бойынша бұл шағын ... ... ... ал 40 жыл бұрын бұл сымды байланыс жаңа ... құру үшін ... ... бірі ... ... ... жылдары FDDI стандартының пайда болуымен байланысты кең ауқымды тәжірибелері жасалды. Бұл бірінші ... ... ... ... жұмыс істеп келе жатыр.
90-шы жылдары талшықты оптиканың арзан ... ... ... ... қолданысқа ие болды. Талшықты-оптикалық желілердің өсу қарқыны жарылғыш сипатқа ... ... ... ... жылдамдығының өсуі, толқындық тығыздау технологиясының пайда болуы (WDM, DWDM)/ Талшықтардың жаңа түрлері.
1.4.Оптикалық талшықтар және оның түрлері ... ... ... ... ... ... ... - бұл ретінде танымал, оптикалық диэлектрлік толқын арнасы арқылы ақпарат жіберілетін тасымалдаушы жүйе болып табылады. ... бұл не? ... ... - желі (core) деп ... өте жұқа ... ... шыны қабатымен жабылған (1-ші сурет), сыну коэффициенті желіге қарағанда басқа қабықшаны айтамыз. Талшық осы облыстағы диаметрлермен сипатталады, мысалы, 50/125 ... ... ... ... 50 мкм және ... қабықшасының диаметрі 125 мкм дегенді білдіреді.
Оптоталшықтың құрылымы
Жарық талшықтың өзегі бойынша, қабықшасы мен өзек арасындағы шекарада тізбектелген толық ішкі ... ... ... оның ... түтікке келіп түскенде, қабаты айнамен жабылған қабырғаларына ұқсайды. Алайда кәдімгі қарапайым айналарға қарағанда, тиімді болып саналмайтын шағылуы, ... ішкі ... ... ... ... түріне жақын болып келеді. Олардың төмен шығынсыз үлкен қашықтыққа талшық бойымен жарықты ... ... ... ең маңызды ерекшеліктерінің бірі болып табылады.
Мұндай үлгіде (2-ші сурет) жасалған талшықтар, сыну көрсеткішінің сатылы көрінісі бар талшық және ... деп ... ... ... таралуы үшін көптеген амалдар немесе модалар қарастырылған.
Мұндай көптеген модалар импульстің дисперсиясына алып ... және ... мода ... ... әртүрлі жолдармен өтеді, сол себепті әртүрлі модалар бір талшықтан екіншісіне өту кезінде іртүрлі кідірістерге ұшырайды. Бұл құбылыстың нәтижесі - ... ... ... ұзындығында тиімді түрде жібере алатын максималды жиіліктерді шектейді, жиілігін немесе ... ... ... импульстерінің бір-біріне бірігіп кетуіне алып келеді және оларды кейін ... ... ... қалады. Қарапайым көпмодалы талшықтар үшін бұл шек шамамен 15 МГц/км-ге тең, мысалы, ... 5МГц ... ... 3 км ... ... ... ... білдіреді (5 МГц х 3 км = 15 МГц км). Сигналдарды аса үлкен қашықтыққа жіберіп көретін болсақ, онда ол ... ... ... алып келеді.
Бұл сандарды қолдану кейбіреулеріне өте үлкен, және өте кең ... ... бар ... ... ... басталды. Бір амалдарының бірі - өте кішкентай мәндерге талшық диаметрін кішірейту болды (8-9 мкм), сол үшін бір ғана ... ... ... отыр. Бірмодалы деп атайтын талшықтар (2-ші сурет (b))дисперсияны айтарлықтай төмендетеді, және нәтижелік жолақ ... ... ... ... ... (РТТ) ... және ... желілер үшін және телевизияның кабелдік желілері үшін идеалды етеді. Өкінішке ... өте ... ... ... өте ... ... ... сол себепті, лазерлі диодтағы қымбат тұратын сәулелендіргіш жобаланған желілердің тартылыс ... ... ... және ол ... ... ...
Идеалды жағдайда бірмодалы талшықтардағы өткізу жолағы сияқты талшықтар талап ... ... ... бойынша светодиодтарда арзан таратқыштарды қолдану мүмкін болатындай көпмодалыларға ұқсайды. Кейбір жағдайларда бұл талаптарды сыну ... ... ... ... ... ... қанағаттандыра алады ((3-ші сур.(с)). Ол жоғарыда айтылып кеткен сыну көрсеткіші сатылы ... ... ... ... еске ... ... оның ... сыну көрсеткіші біртекті емес, ол орталығында максималды мәннен перифериясындағы төмен мәнге дейін өзгереді. Бұл екі жағдайға әкеледі. Біріншісі - ... ... ... ... жол ... ... екіншісі - ең маңыздысы - ... ... ... кезіндегі кідірістерінде айырмашылықтар аз болады. Бұл талшыққа үлкен ... ... ... және ... жолға келіп түсетін модалар, орталық бөлігінде бір-бірінен алшақтайды, ол жерде сыну көрсеткіші төмендейді, және талшықтың осіне жақын қалатын ... ... ... ... сыну көрсеткіші бар облыста жылдам қозғалады. Жылдамдығын арттыру үлкен өткізкіштік қасиетін ... ... сыну ... бар ... ... ... деп саналмайды, бірақ жақсы өткізу жолағын қамтамасыз ... ... бұл ... ... үлкен назар аударылатындай параметр болып табылмайды.
Бірақ сөну үшін бұл ондай емес. Оптикалық сигнал барлық талшықтарда жарық көздерін таратқыштарда толқын ұзындықтарынан ... ... ... (3-шу ... ... ... ... оптикалық талшықтардың сөнуінің үш толқын ұзындығы бар, - 850, 1310, және 1550 нм. Олар ... айна ... ... Көпмодалы талшықтар үшін 850 нм толқын ұзындықтарында - ... және жиі ... ие. Бұл ... ұзындығында сапалы градиентті көпмодалы талшық 3 дБ/км ... ... ... Ол 3 км жоғары арақашықта тұйықталған ТВ жүйесінде байланыстың іске асырылуына мүмкіндік ... нм ... ... да тура сол ... ... пропорционалды түрде байланыс арақашықтығын 12 км-ге дейін үлкейте отырып, сөну коэффициентінің өте төмен 0,7 дБ/км көрсеткішін ... 1310 нм - ол ... ... ... үшін бірінші жұмыс терезесі болып табылады, сонымен қоса сөну көрсеткіштері 0,5 дБ/км шамасында, лазерлі диодтардың таратқыштарымен ... ... 50 км ... ... желілерін құруға мүмкіндік береді. Мөлдір екінші терезеге - 1550 нм ... өте ұзын ... ... ... ... ... ... 0,2 дБ/км шамасында).
1.5. Оптоталшықты кабелдер классификациясы
Оптоалшықты кабелдер ұзақ уақыт бойы белгілі, оны Ethernet ... 10 ... ... ... үшін көптеген уақыт бойы қолдап келді. Олардың ең алғашқылары FOIRL (Fiber-Optic ... Link) ... атқа ие ... ал кейінгілері - 10BaseF болды.
Қазіргі кезде әлемде әртүрлі мақсаттағы ... ... ... ... ... фирмалар бар. Олардың ішіндегі ең танымалдары: AT&T, General Cable Company ... Siecor ... BICC Cable ... Les cables de Lion ... Nokia ... NTT, Sumitomo (Япония), Pirelli (Италия).
Оптоталшықты кабелдерді анықтайтын ... ... ... және ... ... ... ... Кабелдерді пайдалану шарттары бойынша екі негізгі топқа бөледі (4-ші сурет).
Ішкі объективтілер ғимараттардың ішінде және құрылыстарда салу үшін ... Олар ... ... согағ сәйкес аздаған құрылыс ұзындығына ие.
Магситралды жүйелер ... ... ... су ... ... ЛЭП ... ... төсеу үшін арналған. Бұл кабелдер сыртқы әсерлерден қорғанысқа ие және екі километрден асатын құрылыс ұзындығына ие.
Байланыс ... ... ... ... қамтамасыз ету үшін төменгі сөну коэффициентіне ие, бірмодалы талшықтардың бірнешеуінен тұратын (8-ге дейін) оптоталшықты кабелдер ... ... ал ... ... ... үшін ... және желі сегменттерінің арасындағы қашықтығына тәуелді көпмодалылар сияқты 144-ке дейін талшықтармен қамтамасыз ете алады.
Көптеген ... ... ... ... ... ... ие.
Тасымалдау кезінде төмен шығын. Төмен шығынды талшықты-оптикалық кабелдер сурет сигналдарын үлкен қашықтыққа бағдарлаушы күшейткіштерінсіз немесе ... ... ... ... Бұл ... алыс қашықтыққа тасымалдау сұлбаларын жіберуде ыңғайлы, мысалы, жиі ... 20 ... ... автожолдар мен теміржолдарды бақылау жүйелерінде қолданылады.
Сигналды кеңжолақты тасымалдау. Оптикалық талшықтың кең ... ... бір ... бір ... ... ... ... сапалы бейне, дыбыс және сандық мәліметтер жіберуге мүмкіндік береді.
Кедергілерге ... тұра ... ... ... ... ... ... сезбеушілік және тарту жұмыстары жұйенің жұмысын құрастырушылар жақын орналасқан қорек желілерінің жақын орналасуын ескермесе де ... ... ... ... ... ... электр өткізгіштігінің болмауы жер шамасының өзгеруімен байланысты мәселелер, мысалы, электр станциялары үшін немесе темір ... үшін ... ... бұл қасиеті сел және т.б. болатын ток ұру қауіптерінен болатын, құрылғының зақымдану қаупін алшақтатады.
Жеңіл және ... ... ... ... және ... ... кішкентай көлемдері лық толған кабелді каналдарды екінші рет сақтап қалуға мүмкіндік береді. Мысалы, коаксиалды кабель 24 ... ... ... орын алады, олардың әрқайсысы шамамен бір уақытта 64 бейнеарна және 128 ... ... ... ... ... байланыс желілері. Кабелдердің емес, шеткі құрылғыларының қарапайым орын ауыстырғыштарын, талшықты-оптикалық желілерді ақпаратты үлкен көлемді ... ... үшін ... ... ... ... қарағанда, желінің өзін немесе бір бөлігін мүлдем басқа мақсаттар үшін қолдануға болады, мысалы, бір кабелде жергілікті есептегіш ... және ... ТВ ... ... ... ... және өрт қауіпсіздігі. Ұшқындалу қасиетінің жоқтығынан оптикалық ... ... ... ... ... ... жоғары технологиялық процестерге қызмет көрсету кезінде желінің қауіпсіздігін арттырады.
ТОБЖ-нің үнемділігі. Талшық мыстан бөлек кең таларған, қысбат емес материалдан жасалған, негізін ... екі ... ... кварцтан дайындалған.
Пайдаланудың ұзақ мезгілі. Уақыт өте келе талшық ... ... Бұл ... ... ... сөну жай өсе бастайды. Аладйа, қазіргі таңда оптикалық талшықтардың қазіргі таңдағы өндіру технологиялары арқасында бұл процесс баяулатылған, және ... ... ... ету ... ... 25 жыл. Осы ... ішінде қабылдап-таратқыш жүйелерінің бірнеше стандарттарына ауысуы мүмкін.
1.6. Талшықты-оптикалық байланыс ... ... ... ... Кызметкерлердің біліктілігінің жоғарлылығы мен арнайы құралдар. Сол себепті опоталшықты кабельдер алдын ала әртүрлі ұзындықта кесілген түрінде ... Екі ... ... ... ... ... ... кабельдерді пайдалану жарық сигналдарын арнайы электрлікке және кері ... ... ... мен ... ... ... ... кабельдер электрліктерге қарағанда мықты емес және майысқақ. Қарапайым майысу радиусы шамамен 10-20 ... ... ал одан ... ... аз болса, онда орталық талшық үзілуі мүмкін.
Опталшықты кабель шыныталшықтың мөлдірлігі төмендететін иондаушы сәулеленулерге сезімтал, болып келеді, яғни сигналдың сөнуі арта ... ... ... құраушылары. Ақпаратты жіберу қағидалары
Талшықты-оптикалық байланыс жүйелерінде ақпаратты жіберу қағидаларын жалпы түрде көмегімен анықтауға болады.
Талшықты-оптикалық байланыс жүйелерінде ақпаратты жіберу ... ... ... үшін таратқыштар
Талшықты-оптикалық таратқыштардың маңызды қағидалары болып жарық көзі болып табылады (әдетте жартылайөткізгішті лазер ... ... (6-шы ... ... де ... ... қолданылады, үлкен жиілікте модуляциялай алатын (қарқындылығы жағынан өзгерту) және үлкен ПӘК-пен талшыққа кіргізе ... ... ... ... ... үшін ... Лазерлер светодиодтарға қарағанда шоқтың жоғары қарқындылығын қамтамасыз ете алады, және модуляцияның ... ... ... ... сол себепті олар тартылысы өте үлкен кеңжолақты желілер үшін қолданылады, мысалы, телекоммуникация және ... ... ... ... ... ... - өте ... және мықты құрылғы болып табылады, және кіші және үлкен тартылысты жүйелердің көптеген түріне тура ... ... ... ... ол ... сигнал жіберу керек деген), талшықты-оптикалық таратқыш лның қасиеттерін анықтайтын екі маңызды параметрлермен сипатталады. ... - оның ... ... ... ... ... Екіншісі - түсіріліп жатқан жарықтың ... ... ... ол 850, 1310 немесе 1550 нм болады, бұл мәндер оптикалық талшықтың материалнының ... ... ... ... ... ... ...
Талшықты оптика үшін қабылдағыштар
Талшықты оптиканың қабылдағыштар өте маңызды қызмет ... - ... бір ... ... ... ... ... сәулеленуді детектірлеу және алынған электрлік сигналды бұрмаланусыз және шуылсыз керекті дәрежеде күшейту. Қабылдағышқа қойылатын шығыс сигналдың керекті сапамен ... ету үшін ... ... ... ... деп ... қабылдағыштың сезімталдығы мен таратқыштың шығыс қуаты арасындағы айырмашылық дБ жүйеде өте үлкен шығындарды анықтайды. Көптеген светодиодты ... бар ... ТВ ... ... ... сандар 10-15 дБ-де болады. Идеалды түрде қабылдағыш кең шектеріндегі ... ... ... ... қалыпты жұмыс жасау керек, бірақ бұл мүмкін болмайтындықтан байланыс желілерінде сөну деңгейі қандай болатынын алдын ала болжай алмаймыз. ... ... ... ... ... ... ... деңгейіне жету үшін жүйені құрастыру кезінде, күшейтуді қолмен түзету жұмыстары атқарылады. Бұл ... ... мен ... ... және т.б. ... ... сөну ... өзгеріске ұшырайды. Ол күшейтуді белгіленген уақыт аралығында ыңғайластыру керектігін көрсетеді. Барлық талшықты-оптикалық қабылдағыштарда ... ... ... реттеліп тұруы оптикалық сигналдың кірісінің орташа деңгейін ... ... оған ... ... ... ... ... отырады. Құрастыру кезінде де, пайдалану процесін қолмен реттеу кезінде де талап етілмейді.
1.8. ТОБЖ қолданыс аясы
Талшықты-оптикалық байланыс ... ... ... және ... ... ... ... жіберуге мүмкіндік береді. Ол және кішкентай және басқарылатын қашықтықта да қолданылады, мысалы ғимарат ішінде. Интернет ... аясы ... келе ... және ... ... өзара байланыс үшін бізде де жаңа мәліметтерді өңдейтін орталықтар (МӨО) тұрғызылып жатыр. 10 Гбит/с жылдамдықта ... ... ... ... ... ... ... оптика айтарлықтай төмен энергия жұмсайды. Ұзақ жылдар бойында талшық пен мысты жақтаушылар бір-бірімен ұжымды желіде басымдылыққа ие ... ... ... Бос ... уақыт болы!
Қазіргі таңда WiFi бойынша байланыс жақсы қолданысқа ие болғаны соншалық, нетбук, ноутбук және iPhon қолданушылары тұтас ... ... ... ... ... ... ... сымсыз байланыс мүмкіндіктерінің нүктелерімен коммутациясы үшін қолданылады.
Шынында да, оптиканы қолдану аясы кеңейіп жатыр, және ... ... ... ... ... ... Талшықты-оптикалық құрылғылар медициналық орындарда кеңінен қолданылады, мысалы, операция бөлімдерінде жергілікті бейнесигналдың коммутациясы үшін. Оптикалық сигналдар ... ... ... ету жоспары жағынан электрлікке ешкандайда қатысы жоқ.
Талшықты-оптикалық технологияларға ... ... ... ... олар жіберіліп жатқан мәліметтер өте қиын немесе сырттан санау мүмкін емес. ТОБЖ ақпараттың құпиялылығын қорғауды жоғары деңгейде ... ... ... ... ... ... алады және бейненің пикселіне дейін нақты жеткізіледі. Оптика барлық бағыттарға қолданыла бастады - бақылау жүйелерінде, пайдаланудың ... ... ... ... және ... ... бағасының төмендеуі оптикалық технологияларды дәстүрлі мыс облыстарынды қолдануға мүмкіндік берді - технологиялық процестерді басқару жүйелерін автоматтандыру ұйымдары (ТП БЖА) үшін ... ... ... ... ... жүйелерінде және бейнебақылауда. Алыс арақашықтыққа ақпарат ағындарын жіберу мүмкіндіктері оптиканы өте ... ... және ... ... ... ... ... жететін өндірістің барлық салаларында сұраныс артты. Орамды жұп үшін ... 450 ... ... ... онда ... үшін 30 км шегі бола алмайды.
ТОБЖ қолданылуына масыо ретінде қарапайым электр ... ... ... тұйықталған жүйесін сипаттағым келіп отыр. Әсіресе РФ Үкіметі қабылдаған терроризмге қарсы әрекет туралы және өмірлік маңызы бар объекттерді қорғау туралы ... соң ... және осы ... сұраныс артта түсті.
1.9. Оптоталшықты ТВ бақылау жүйесі
Жүйені құрастыру процесі келесі құраушылардан тұрады:
-талап етілген функцияға, түріне және ұсынылатын немесе қолданылып жатқан ... ... және ... ... ... негізделген сәйкес келетін таратқыш жолында белсенді құраушыларын сәйкес таңдау.
-оптоталшықты кабельдің пассивті инфрақұрылымын ... ... ... ... ... түрлері мен техникалық сипаттамалары, жалғағыш қораптар, кабельдерді жалғау үшін жинақтауыштар (fibre patch panels).
Бейнебақылауды жіберу жолының құраушылары
Ең алдымен жүйенің техникалық ... ... үшін ... ... ... ... камералы жүйелер - өте қарапайым жүйелер және ... ... ... ... және ... немесе қабылдағыш бағанында құраушыдан тұрады. Таратқыш камера корпусында құрастыруға ... өте ... ... ие және ... ... ... ST ... төмен вольтті қөрек көздерін қосуға арналған клеммамен жабдықталады (12 В тұрақты және айнымалы тоқта). Қарапйым электр станцияларын бақылау жүйесі ... ... ... ... ... ... ... тұрады, және осы жағдайда қабылдағыштар ортақ қорек көзімен 3U түрінде, стандарты 19 дюймді картаға құрастырылады.
Айналмалы құрылғылары бар ... ... ... - ... өте ... ... ... камераны басқаруда сигналдарды жіберу үшін қосымша арна талап етіледі. ... ... ... камераларды қашықтықтан басқару жүйелерінің екі түрі бар - қашықтықтан басқарудың сигналдарды бірбағытта таратуды талап етушілер (орталық ... ... және ... ... ... ... Екібағытта тарату жүйелері өте танымал болып келе жатыр, олар әрбір камерадан қабылданған барқарушы сигналдың ... ... ... алып ... сол ... ... ... дәлдігі мен сенімділігін қамтамасыз етеді. Осы әр топтың өз ... ... кең ... ... ... соның ішінде RS232, RS422 және RS485. Басқа жүйелер ... ... ... ... ... ... аналогты арналар арқылы дыбыстық сигналдарды жібереді және ... ... ... теру сигналдарына ұқсас болып келеді.
Бұл жүйелердің барлығы сәйкес құрылғыларды қолдана отырып талшықты-оптикалық кабельдермен жұмыс істейді. Қалыпты жағдайларда бір ... ... бір ... ... ... жіберу қарама-қарсы бағытта мүмкін емес, талшықтағы бейненің жайылуы өзара кедергілерді туғызады.тұйықталған ТВ жүйелерде бұл әсер камераны ... іске ... ... ... кейбір кедергілерді туғызады.
Бір талшық арқылы өзара кедергілерді ... ... ... жету үшін, талшықтың екі жағындағы таратқыштар әртүрлі толқын ұзындықта жұмыс жасауы ... ... 850 ... және 1300 ... (6-сур,сәйкес).
Талшықтың әр ұшына мультиплексорда толқын ұзындығы бойынша бөлуі бар(WDM - wavelength division multiplexer) жауап қайтарушы қосылған, олар ... ... ... ... жағында орналасқан таратқыштан керекті толқын ұзындықты дарық алады (мысалы, 850 нм). Таратқыштағы керек емес бейнелер жақын орналасқан жағында диапазонда ... 1300 нм) ... және ... ... ... ...
Қосымша мүмкіндіктер - белгіленге камераны таңдау ... ... ... ... ... ТВ жұйелерін бақылаудың көптеген талаптарын қанағаттандырады, қосымша мүмкіндері бар жүйелер бар. Интеграцияланған күзет ... бір ... ... өрт ... ... ... ... пайда болуы кезінде қолданылатын байланыс құрылғылары болып ... Бұл ... ... оптоталшық арқылы немесе желіде қолданылатын амалдар арқылы жіберуге болады.
1.10. Бейнесигналдарды мультиплексірлеу
Бірмодалы опталшықтардың біреуінде 64 бейнеге ... және 128 ... ... немесе сандық мәліметтер сигналдарын муьтимлексірлеуге болады, ал одан бәрнешеге төмен санды - көпмодалыларда іске асырға болады. Муьтиплексірлеумен нақты ... ... ... ... бір ... ... жобаланған. Берілген термин азкадрлы немесе жартылай экранды суреттерге қатысты болмайды.
Көптеген сигналдарды жіберу қабілеттері және қосымша ақпараттарды бірнеше оптикалық ... ... ... өте ... ... ... ... тұйықталған ТВ бақылау жүйелерінде, мысалы, оптоталшықты кабельдер сандарының аздығы өте маңызды болып тұрған автомагистральдар үшін немесе темір жолдар үшін бағалы. ... ... үшін ... ... жеке ... желіні әрбір бейнесигнал үшін қолдануды жақсылап қарау керек. Мультиплексірлеу ме немесе жоқ па ... ... өте ... ... ... ... ... және соңғы кезекте зақымдалған желілерге тұрақтылығын қарастырып алу ... ... ... ... ... ... ... талаптарды анықтап алғаннан соң, жеке кабельдердің өзі ғана кірмейтін, кабельді оптоталшықты желінің инфрақұрылымын құрастыру орындалады, бірақ барлық ... ... - ... ... ... ... панельдер, кабельдердің айналымдары да.
Бірінші мақсат - сандарды дұрыс таңдалғандығын ... және жол ... ... ... ... ... талшықтардың түрлерін таңдау болып табылады. Егер жүйе үлкен тартылыспен ерекшеленсе (яғни шамамен 10 км-ден ұзын ... және ... ... ... алдын ала болжамаса, онда таңдау көпмодалы талшық болады, оның градиентті сыну көрсеткіштері 50/125 мкм ... 62,5/125 мкм ... ... ... ... ТВ ... үшін 50/125 ... талшық таңдалады, ал жергілікті есептегіш желілер үшін 62,5/125 мкм қолданылады.
Кез-келген жағдайда олардың әрқайсысы осы талаптардың бәріне сай келеді, жалпы ... ... екі ... 62,5/125 ... ... ... ... талшықтар саны камералардың орналасуына қарай анықтауға болады, және бірбағытты немесе екбағытты қашықтықтан басқару немесе ... ... ... ... ... ... үшін ... кабельдер қорғанысты және алюминді таспадан жасалған немесе су жұқпайтын толықтырушыға ие. Өрт ... ... ... кабельдер.
Көптеген төмен тартылысқа ие тұйықталған ТВ жүйелері жұлдыз кескініне ие, әрбір камераданбасқару орнына дейін бүтін кабель ... ... ... ... үшін ... ... құрылымы екі талшықтан тұратын болады - сәйкес бейнесигналды жіберу үшін және қашықтықтан басқару үшін. Мұндай құрылым ... ... жүз ... қорды қамтамасыз етеді, керек болған жағдайда бейне және қашықтықтан басқару сигналдары бір талшық арқылы жіберілуі мүмкін.тармақталған желілер ұтуы ... ... branch & tree ... ... Мұндай желілерде әрбір камерадан екі тарамды оптоталшықты кабель жергілікті бағыттайды, олар келіп тұтас көп тарамды кабельге бірігеді. Концентратордың өзі ... ... ... күрделі емес және камералардың құрылғыларының біреуінің корпусымен бірігуі мүмкін.
Оптоталшықты желілерді ... ... соң ... өсуі ... ... ... ... байланысты қоғамдық жұмыстардың бағасымен салыстырғанда, сыйымдылығы бойынша қорға ие кабельдерді орнату мүмкіндіктеріне салмақты қарастыру керек.
Талшықты оптикалық кабельдер ... ... ... ... темір сымды арқаулардан тұруы мүмкін. Барлық кабельдер аз түтін бөлетін алау тоқтатқыш материалдардан дайындалуы тиіс болатын, ол жергілікті ережелерге сай ... ... ... ... канализация төсемдері үшін әдетте 2 ден 24 ... ... ... ... ... орнын талшықты-оптикалық кабельдер 19" арқауға құрастырылған түйіндес ... ... ... ... ... ... өзінің жеке `ST'-коннекторына ие. Соңғы қабылдағыпен түйіндеріне әрбір ... ... ... ... өткізгіш кабелдер қолданылады. Барлық құрастыру жұмыстарын орындау үшін ешқандай артық іс-әрекет керек емес, тек оптикалық талшықтармен ... ... ... ... ... ... ... талшықты диаметрі 10-нан аспайтын радиуста майыстыруға болмайды) және жалпы гигиена талаптары (яғни тазалық).
Оптикалық ... ... ... ... құрастыру жұмыстарының ең сонында орындалуы біртүрлі көрінер, бірақ оның нақты есебін шығару кабельдік желінің инфрақұрылымы толығымен анықталғаннан кейін ... ... ... ... - ... ең ... ... жолындағы шығындарын анықтау (әдетте ең ұзынын) және таңдалған артық қорға ие тасымалдау құрылғыларының жолдары, алынған шектерге кіргізілетін ... ... ... ... және ... барлық құраушыларында децибелмен шығындардың қосындысынан тұрады (дБ/км х км), соның ішінде қосу екі коннектор және түйіскен ... ... Ең ... ... ... құжаттамаларынан керекті шығын сандарын алып тастау болып табылады.
Алынған нәтижеге байланысты қажетті шығындармен қамтамасыз ету үшін ... ... үшін ... ... ... ... қажет болуы мүмкін. Мысалы, жақсарған оптикалық параметрлері бар құрылғыға тапсырыс беру ... ... ... ал егер ... ... - шығындары төмен болып келетін ... ... ие ... ... өту мәселелерін қарастыру керек.
Оптикалық байланыс жүйелерінде және ақпаратты өңдеу үшін әртүрлі жарық көздері қолданылуы мүмкін (мысалы, газды және ... ... ... ... ... және т.б.). ТОБЖ ... ... шағын және үнемді жартылайөткізгішті сәулелендіргіштер тиімді пайдаланылады. Оларға жартылайөткізгішті лазерлер, жарық диодтары және суперлюминесцентті диодтар жатады.
1.12. ... ... ... (ШӨЛ) ... ... белсенді шалаөткізгішті құрылымдар арқылы электрлік ток өтуі кезінде алынатын, электронды-кемтікті жұптың мәжбүрлі сәулелену рекомбинациясына негізделген. Гетероқұрылымды (гетеролазерлер), кері реттелген ... бар ... (КРБ- ... және ... ... құрылымдардағы (КӨҚ) лазерлері көп қолданысқа ие болып отыр.
Оптикалық байланыс ... ... ... заманғы ШӨЛ 0,82-0,90мкм, 1,30-1,33 мкм және 1,55 мкм-ге жуық өлшемді, жоғарғы мөлдірлікке ие ... ... ... спектральды диапазонында жұмыс жасайды. Осындай ШӨЛ-дің әдеттегі сәулелену қуаты 1-ден 5мВТ-қа дейін ... ... ... ... ШӨЛ қуатының артуы 5-10мВт-тан асатыны мәнсіз болып ... ... ... түрде қуатты лазерлердің жұмыс жасау ұзақтығы ұзақ болмайды. ... ... бір ... ... ... жоғарғы тығыздығы кезінде таратушы сигналды бұрмалайтын, ВКР , ВРМБ және т.б. ... ... ... ... рөл атқара бастайды. Шалаөткізгішті лазерлердің ең үзді үлгілерінің ... ... ... 0,1нм ... бұл ... ... 20 ... кем деңгейінде байқалады. Когерентті оптикалық байланыста қолданылатын, бір жиілікті ШӨЛ-лерде ... ... ... ... 500МГц-тен аз болады. КРБ- лазерлердің табалдырықты тогының мәні бірнеше ондық мА-ді құрайды, квантты өлшемдік ... ... ... ... тогы ... аз болады- ол 3-тен 15 мА-ге дейін жетеді.
1.13. Шалаөткізгішті светодиодтар
Шағын ұзындыққа ие ... ... ... ... ... ... жиілікті (10Мбит/с-тен аспайтын) ТТОЖ-лерде жарық көзі ретінде шалаөткізгішті жарық диодтары қолданылады, олардың сіулелену қуаты салыстырмалы ... аз ... ... ал ... ... ... үлкен (20-30 нм) болады. Жарық шығаратын шалаөткізгішті жарық диодтардың негізінде (ЖШЖ) гетеро- ... ... ... ... ... белсенді аймағында кенеттен пайда болатын электронды-кемтік жұбының рекомбинациясы пайда болады. Қазіргі заманғы ЖШЖ-ның жұмыс толқын ұзындықтарының ... өте кең, яғни ... 1,6 ... ... ЖШЖ ... ... ... жарықтандыру және сигналдық техникада белсенді түрде қолданылады; 690, 590,470 шамасындағы толқын ұзындығы диапазонында 30 ... ... ... ... ... бар ... және ақ жарқыраудағы ЖШЖ типтері құрастырылды. ЖШЖ - тардың ... ... ... ... ... ... жақын болады. ЖШЖ әдетте өзекше диаметрі өте үлкен болатын, көп модты талшықтық жарық диодтары негізіндегі сигналдарды тарату желілерінде қолданылады. ... ... ... ... және ... алаңдарында қолданылатын, әрекет ету ұзақтығы 100 м шамасында болатын ашық байланыс жүйелерінде де ... ... ... ... ... қолданылатын, ЖШЖ-тардың сипаттамалық ерекшелігі- ол кең диапазондағы токтың сызықты ватт-амперлік сипаттамасы болып табылады. Бұл сипаттама аналогты ... ... ... және ... ... оны өте ... ... ЖШЖ-тардың негізгі маңыздылығы- ол электр қуатын аз пайдалануы, ... және ұзақ ... ... (105 сағат шамасында) болып есептеледі.
Супер люминесцентті диодтарда (СЛД) ретімен жарық генерациясының екң процесі жұмыс жасайды: бірінші реттік сәулелену электронды ... ... ... ... болған рекомбинациясы нәтижесінде туындайды және екіншісі - еріксіз сәулелену, яғни ... ... ... сәулеленудің күшеюі механизімінің негізі болып табылады. СЛД-тардағы белсенді орта жоғарғы ... ... ... ие ... СЛД-да оптикалық резонатор болмайды және мұндай сәулелендіргішті бір өтпелі жарық күшейткіші ретінде қарастыруға болады. СЛД құрамында ... ... ... ... басуына қол жеткізілген, осының нәтижесінде 20-40 нм шамасындағы шығыс сәулеленудің қуат реттелуінің спектральді қтсығы Гаус реттелуіне сәйкес келеді. СЛД ... ... ... 50-ден 150 мА-ге дейін мәнге ие болатын тоқ кезінде, 3-10 мВт құрайды. Спектральды риппл СЛД-ның ең ... ... 0,5 ... кем ... СЛД ... ... ... поляризацияланған, ал осындай сәулелендіргіштің ватт-амперлі сипаттамасыз бейсызық болып табылады. СЛД-да АТТОЖ салыстырмалы түрде сирек қолданылады және олардың ... ... ... ... ... ... ... құрылғылар, яғни датчиктер, индикация жүйелері болып есептеледі.
1.14. Фотоқабылдағыштар
АТТОЖ-де әдетте шалаөткізгішті фотоқабылдағыштар (p-i-n-лавиндік фотодиодтар) қолданылады, арнайы қлсымшаларда басқа да ... ... ... яғни ... ... ... ... және т.б. пайдаланылуы мүмкін.
p-i-n-фотодиодтар
p-i-n-фотодиоды p- және n-шалаөткізгіштер, оны І-төменгі деңгейде ... ... ... ... ... құрылымды болып келеді. Жарық кванттарының жұтылуы І-облыста жүреді, бұл ... осы ... ... ішкі ... ... ... мен ... пайда болады, олардың өмір сүру уақыты p және n қабаттарындағы өмір сүру ... ... ... ... ... заряд тасымалдаушылары дрейфтік қозғалысқа иеленеді, бұл өз кезегінде фотоқабылдағыш құрылғының электрлік тұйықталған тізбегінде тоқ өтуін қамтамасыз ... ... ... сезгіштігі шалаөткізгіштік құрылым түрімен анықталады, бұл кезде ... ... үшін ... ... 0,9 мкм-ды, кремний үшін 1,1 мкм, ал ... үшін 1,7 ... ... ... ... шалаөткізгіштік құрылымды фотоқабылдағыштар жасалып, практикалық түрде қолданылады, оларға ... ... ... ... яғни толқын ұзындығы спектрінің кең және тар жолақтарында жоғары кванттық тиімділікке ие ... ... ... ... фотодиод сезгіштігі 0,9 А/Вт аса деңгейін құрайды. p-i-n-фотодиодтарының уақыттық сипаттамасы біріккен І-қабатының ... ... ... ... ... және ... ... сиымдылығы арқылы анықталады. Жоғары жиілікті p-i-n-фотодиоды 10-100 пикосекунд ... ие ... ... ... ... өсуі - ... ... сипатталады. p-i-n-фотодиодтарныдағы жылжудың кері кернеу мәні 10-нан 20 Вольтқа дейін болады.
Лавинді ... ... (ЛФД) ішкі ... күшейтетін шалаөткізгішті фотоқабылдағыштарға жатады. Лавинді фотодиодтарда жарықты жұту (PI ... және р- PI-n ... ... n ... ... ... ... қабаты орналасқан, яғни ЛФД құрылымы р-PI-n түріне ие болады. Кері жылжудың жоғары кернеу ... ... ... тасушылар шалаөткізгіштің кристалдық тордағы атомдардың соққылау ионизациясы үшін жеткілікті болатын, кинетикалық энергияға ие болады. р және n ... ... ... ... ... электр өрісінің жоғарғы мәнінде алғашқы бір квантты жұту кезінде пайда болған электронды кемтіктік жұбы ондаған - ... ... ... ... туғызуға қабілетті. Тасушы санының лавинді түрде артуының нәтижесінде ... ... ... ... ... ... жүз мың есе ... бұл фотоқабылдағыш сезгіштігінің жоғарлауын қамтамасыз етеді. Лавинді көбейту коэффициенті мәнінің температуралық флуктуациясы ... ... ... ... ... ... - ... негізгі кемшілігі болып табылады. Қазіргі ЛФД-дағы жылжудың кері кернеу мәні 30-200 В шегінде болады және жоғары дәлдікпен орнатылады. ЛФД-тің жұмыс ... ... ... ... ... Лазерлер
Қарапайым диодтың анодына оң мәнді потенциал берілген кезде, диод тура бағытта жылжиды. Бұл кезде р ... ... р-n ... ... ... ал ... электрондары шалаөткізгіштегі р-облысқа инжекцияланады. Егер электрон мен кемтік жақын орналасса, онда олар белгілі толқын ... бар ... және ... ... ... бөлу ... ... мүмкін. Мұндай тпроцесс кенеттен сәулелену деп аталады және жарық диодтарындағы негізіг сәулелену көзі болып табылады.
Белгілі бір белгіленген шарттарда электрон мен ... ... ... бір кеңістіктің облысында ұзақ уақыт болуы мүмкін (микросекундқа дейін). Егер сол уақытта осы кеңістік арқылы керекті (резонансты)жиілікте ... өтіп ... ол ... түрде екінші фотон рекомбинациясын шақыруы мүмкін, оның бағыты, поляризация векторы және фазасы бірінші фотонның сипаттамаларымен дәл ... ... ... ... ... ... ... жұқа тікбұрышты пластина түрінде жасалады. Мұндай пластина кішкентай қашықтыққа байланысты сәулеленуі шектеулі оптикалық толқын өткізуші болып табылады. Кристалдың жоғарғы қабаты ... ... ... үшін ... ал ... қабатында р-облысты құрайды. Нәтижесінде үлкен аумақтың жазық р-n-өткелі болып шығады. Кристалдың екі шеткі жақтары Фабри-Перо резонаторы деп ... ... ... ... ... ... жазықтықтар үшін жылтырайды. Осы жазықтықтарға перпендикуляр түсірілген кездейсоқ сәулеленудің кенеттен пайда болған фотоны оптикалық толқын тасымалдаушыдан түгел өтеді және ... ... ... тік ... ... ... Резонатор жанынан өтіп бара жатқанда, сол параметрлермен мәжбүрлі рекомбинацияны шақырып жаңа ... ... ... және сәулелену күшеюі мүмкін (мәжбүрлі сәулелену механизмдері). Күшею ... ... асып ... ... ... басталады.
Лазерлі диодтар бірнеше типте болуы мүмкін. Олардың негізгі бөлігінде қабаттары өте жұқа және мұндай құрылым осы қабаттарға ... ... ғана ... ... ... Бас ... егер ... жолын толқын ұзындығымен салыстырғанда кең жасайтын болсақ, онда ол бірнеше режимдерде жұмыс жасай беретін еді. Мұндай диод ... ... ) деп ... ... лазерлерді құрылғыдан сәулеленудің жоғарғы қуаты талап етілген кезде пайдалана аламыз және сәуленің ... ... ... ... ... ... ... шығарушы құрылғылар, химиялық өндіріс, басқа лазерлерлі толтыру жатады. Басқа жағынан, егер сәуленің фокустелуі керек болса, толқын арнасының ... ... ... ... ... ... Бұл ... сәуленің кеңдігі дифракция шектерімен анықталады. Мұндай құрылғылар оптикалық есет сақтау құрылғыларында, лазер бағыттауыштарында, сонымен қатар талшықты техникада қолданылады. Алайда, ... ... ... ... ... алмайды, яғни бір уақытта әртүрлі толықн ұзындығында сәулелендіре алмайды.
Лазерлі диодтың сәлелену толықн ұзындықтары шалаөткізгіштің ... ... ... ... тиым ... зона ... ... болады. Сәулеленуші элемент өте жұқа болғандықтан, диод шығысындағы сәуле дифракция әсерінен бірден таралып кетеді. Бұл әсердің іске асуы үшін және жұқа ... алу үшін ... ... ... ... Кең ... ... үшін көбінесе цилиндрлі линзалар қолданылады. Бірмодалы лазерлер үшін ... ... ... ... сәулені қиылысуы эллипсті болады, вертикальді жазықтықтағы айырмашылықтар горизонтальді айырмашылықтардан асып түседі. Бірнеше режимдерде ... ... ... және ... кең ... ... күшейте алатын құрылғылар бірнеше толқын ұзындықтарында жұмыс істей алады. Көптеген жағдайда, олар тоқ күшінің өзгерісіне және сыртқы ... т.б. ... ... ... ... жоғары тұрақсыздыққа ие. Соңғы жылдар қарапайым лазерлі диодтардың жоғарыда айтылып кеткен құрылымдарына ... ... ... ... ... ... ... сай жасалды.
Лазерлі диодтың түрлері.
Лазерлі диодтың құрылымы атауына ие, және оның мағынасы кейінірек түсіндіріледі. ... ... ... ... ... ... Олар тек ... режимде ғана жұмыс істей алатын үлкен кіріс қуатын талап етеді; ... ... олар ... ... ... ... ... және маңыздылығы практикада қолданылмайды.
Екі еселі гетероқұрылымды лазерлер.
бұл құрылғыларда өте тар тиым салынған ... м ... ... өте кең тиым ... зонаның материал қабаттарының арасындағы екі қабатында орналасады. Екі еселі гетероқұрылым негізіндегі лазерді іске асыр үшін ... ... (GaAs) және ... арсениді (AlGaAs) қолданылады. Мұндай әртүрлі шалаөткізгіштерді жалғау гетероқұрылым деп ... ал ... деп ... ... ... әдебиеттерде немесе атаулары қолданылады. Мақаланың басында сипатталған құрылым өте кең қолданылатын берілген типтің айырмашылықтарын ... үшін ... ... ... ... ... артықшылықтары электрондар және кемтіктер () орналасатын орташа жұқа қабатында тұрады. Бұл көптеген электрон-кемтік жұптар күшейтуге әсер етсе-күшейтуі төмен периферий облысында көп саны ... ... ... ... шағылысады, яғни максиал тиімді күшейту облысында сәулелену орналасатын болады.
Квантты ойығы бар ... ДГҚ ... ... ... ... жұқа ... ... ол қабат квантты ойық ретінде жұмыс істей бастайды. Бұл вертикальді ... ... ... ... ... Квантты ойықтардың энергетикалық дейгейлер арасындағы ерекшеліктері потенциалды берьердің орнына сәулелену генерациясы үшін қолданылады. Мұндай амал ... ... ... ... болатын сәулеленудің толқын ұзындығын басқару жағынан өте тиімді. ... ... ... ... ... ... ... және олар біркелкі таралуға ие сәулелену процесіне қатысатын электрон мен кемтік тығыздығына тәуелді.
Бөлек шегерулі геретоқұрылымды лазерлер.
Жұқа қабатты гетероқұрылымды ... ... ... - ... тиімді ұстап қалу мүмкін еместігі. Оны басу үшін, кристалдың екі жағынан ьағы да екі ... ... Бұл ... ... ... ... төмен сыну көрсеткіштеріне ие. Светодиодты еске түсіретін мұндай құрылғы, жарықты тиімді ұстап қала алады. Бұл ... ... ... ... бар ... деп аталады (, SCH). 1990-шы жалдардан бастап шалаөткізгішті лазерлер осы технологиямен дайындалып жатыр. ... кері ... ... кері ... лазерлер (БКБ) көпжиілікті талшықты-оптикалық байланыс жүйелерінде қолданылады. р-n өткелінде толқын ұзындығын тұрақтандыру үшін дифракциялық торға келетін көлденең ойық ... ... Осы ... ... тек бір ғана ... ұзындығымен резонаторға қайта оралатын сәулелену ары қарай күшейтуге қатысады. БДК - ... ойық ... ... тұрақты толқын ұзындығына ие. Мұндай лазерлер қазіргі заманғы опткиалық ... ... ... ... ... - - ... бетінде сәулеленуші қарапайымлазерлі диодтардан айырмашылығы кристалдың бетіне перпендикуляр бағытында жарықты сәулелендіргіш шалаөткізгішті лазерді айтамыз.
VECSEL
VECSEL - . ... ... ... ... ... ... резонаторы бар.тоқты және оптикалық толықтырумен қолданыла береді.
Лазерлі диодтардың қолданылуы.
Лазерлі диодтар - маңызды электронды құрылым болып табылады. Олар талшықты-оптикалық ... ... өте кең ... басқарушы жарық көздері болып табылады. Сонымен қатар, олар әртүрлі өлшеуіш құрылғыларынды, мысалы лазерлі дальнометрлерде қолдаынлады. Басқа да ... аясы ... ... ... ... бар ... әдетте қызыо және әр кезде лазерлі таяқшаларда және компьютерді тышқандарда жасыл болады. Инфрақызыл және қызыл лазерлер - CD- и ... ... бар. ... ... HD DVD және Blu-Ray құрылғыларында қолданылады. Көк лазерлер - қазіргі заманғы көк және ... түс ... ... ... ... (көк ... ... есебінен флюоресценцияның арнай құрамынан алынған). Шалаөткізгішті лазерлердің спектроскопия үшін ... және ... ... қолданылу мүмкіндіктері зерттеліп жатыр.импульсті режимдегі шалаөткізгішті лазерледің ПӘК-і 50-80% құрайды.
1.16. Талшықты лазерлердің ерекшеліктері.
Талшықты оптиканың жарқын жетістіктерінің бір талшықты ... ... мен іске ... болды. Қарапайым лазерде белсенді орта ретінде оптикалық қозу кезінде люминесценциялайтын элементтің иондарымен легірленетін кристалл немес шыны қолданылады. ондай элементтер ретінде жиі ... ... ... олар - ... ... ... және т.б. оптикалық қозуы үшін қуатты шамдар немесе шалаөткізгішті сәулелендіргіштер қолданылады. генерация үшін белсенді элемент резонаторға орналасады, ол сәулелену шығатын, екі ... ... және ... ... ... ... ... ортаның қызып кету мәселері бар.
Құрылым талшықты лазерге көшу кезінде ... Ол ... ... ... ... талшықты жарық диоды болады, оны өзегі жиі кездесетін металдардан жасалған ... ... ... ... ... ... айналар ретінде әртүрлі шағылу коэффициенттеріне ие ішкі талшықты брэговты торлар ... ... ... ... және деңіл құрылғылар пайдалануға өте оңай және қарапайым ... ... Бұл ... ... талшықты лазерлі сәулеленудің тұрақты және сенімді етеді. Соңғы 15 ... ... ... ... шығыс қуаты үздіксіз режимде 5-тен 2000 Вт-қа дейін өсті, ал олардың сәулеленуінің спектралды ... ... 2,2 ... ... ... ... ... лазерлі локация, атмосфераны зондтау, хирургиялық операцияларды өткізу үшін, материалдарды өңдеу үшін (қайнату, кесу, бұрғылау) ... ... ... ... ... 1.17. ... ... сұлбасы
Талшықты-оптикалық күшейткіште лазерлі күшейту амалы қолданылады, сонымен қатар оптикалық толтырудың арқасында жоғарғы электрондардың тығыздығы төменгілерге қарағанда жоғары болады және жарық ... ... орта ... ... ... фотоиндукцияланған брэгговты торлары лазерлі резонатор құратын, талшықты лазерлерді іріктемелі шағылушылар ретінде қолданылады. Сыну көрсеткішінің фотоиндукцияланған торларын алу ... ... ... ... ... ... болды, яғни толқын ұзындығын анықтайтын УК сәулеленушілердің әсерінен жарық диодының өзегінің материалының сыну ... ... ... алады. Жалпы жағдайда сыну көрсеткішінің брэгговты тордың фотоиндукцияланған ішкі талшықтың арқасында, 10-5 - 10-3 ... ... ... бағыттағыш облыста сыну көрсеткішінің модуляциясы бар таралып жатқан ... ... ... ... ... ... ... негізгі сипаттамалары болып көрсеткіштің модуляция периоды Λ, сыну көрсеткішіне енгізілген өзгерістер көлемі nδ, ... саны N ... ... ... L ... ... ... тордың кәдімгі өткізу спектрі L=5 мм, 4108n−⋅=δΛ=0.4 мкм параметрлерімен берілген. Тор 1136 нм ... ... R≈0.99 ... ... ... етеді. Мұндай торлар үлкен шағылу коэффициентіне және үлкен шағылк спектрінің кеңдігіне ие, және олар талшықты лазерлердің кіріс шағылушылары ретінде қолданылады.
Сурет 1.18. ... ... ... ... ... ... иондарының деңгейінің энергетикалық сұлбасы өте қарапайым: негізгі деңгейден басқа жалғыз қозған деңгей бар (2.2-сурет). УК диапазонына дейін ... ... ... берілген деңгейде қозған деңгейде жұтылу және ұжымды ап-конверсия болмауы керек. Бұл жоғары легірленген қоспалармен салыстырғанда белсенді қоспаның концентрациясын көбейтуге мүмкіндік ... ... ... жоғары концентрациясы бар жарық диодтарын пайдалану, өз кезегінде лазердің белсенді ортасының ұзындығын азайтуға мүмкіндік бере, яғни қосымша ... ... ... ... 2/72F2/54F
Мұндай жарық диодтарының жұтылу спектрі деңгейлер арасындағы электронды өткелдермен анықталады, және λ=915 и 976 нм ... ... ... ... болуымен сипатталады. Люминесценция спектрі 980 нм-лі тар жолақтан тұрады және 1200 нм-ге дейін ұмтылатын, максимумы 1035 нм жолағына тұрады. Иттербилі ... ... ... ... ... қуатынан тәуелділігі және оның сәулелену спектрі 1.16.2 суретте көрсетілген.
Сурет 1.19 Иттербилі талшықты лазердің шығыс қуатының толық ... ... және оның ... ... деп оптикалық өткелдерге ие, материал құрамына элемент иондары кіретін талшықты жарық диодтарын айтамыз. ... ... ... ион жарық диодының өзегіне және оның шағылушы қабықшасына енгізілуі мүмкін, егер ... ... ... бір бөлігі таралатын болса.
Оптикалық күшейткіштің күшейту коэффициенті G күшейткіштің кірісіндегі және шығысындағы оптикалық сигналдың қуатының қатынасы былай анықталады:
(1.5)
ОК-тің ... ... ... ... ... ... тең. ... сигналдың кішкентай қуатына қатысты толық күшейту коэффициенті G ... ... ... күшейту коэффициенті (м-1), L-күшейткіш ортаның ұзындығы, Г-күшейткіш ортада таралатын, енгіззілетін сәуленің қуатының белігілі үлесімен сипатталатын, шектеудің оптикалық коэффициенті.
ТКК күшейтудің жиілік ... ... мен ... ... ... ... тиым салынған зонаның кеңдігінен және белсенді шалаөткізгішті ортаның ... ... ... ... ... ... 103 және 1,55 мкм, ал ТКК ... жолағының кеңдігі 30-40 нм шамасына тең. ТКК-да белсенді ортаны құру ... ... де ... ... ... шалаөткізгішті гетероқұрылым және квантөлшемді құрылымдар қолданылуы мүмкін. Бүгінде ... ... 30 ... ... ТКК құрылған.
Талшықты-оптикалық күшейткіштерде ОК спектралды сипаттамалары ... ... ... ... құрылымымен анықталады (неодим, эрбий, германий және т.б. иондарымен). Біртекті кеңейтілген ортада оптикалық толық талшықты оптикалық күшейткіште қаныққан күшету, күшейту коэффициентінің g ... ... ... ... z ... ... ... Сонымен қатар толық күшейту шамасының G шығыс сәулеленушінің қуатынан сызықсыз тәуелділігінің орны бар (1.7 ... және мына ... ... ... ... ... ... коэффициенті, Ps-қанығу қуаты (белсенді ортаның күшейту коэффициенті екі есе азайған кезде)
Сурет 1.20 Оптикалық күшейткіштің күшейту коэффициентінің кіріс сигнал қуатынан ... ... ... ... иондарымен легірленген кварцты оптоталшық негізіндегі принципиалды сұлбасы 4-суретте көрсетілген.
Сурет 1.21. Талшықты-оптикалық күшейткіштің принципиалды ... - ... көзі ... жартылайөткізгішті лазер сәулеленуінің толқын ұзындықтары 980 нм немесе 1480), 2 - ... 3 - ... ... 4 - 1550 нм ... сигналдың толқын ұзындығында жолақты оптикалық фильтр.
Кварцты шыныдағы үшвалентті эрбий иондарының энергетикалық дейгейлерінің құрылымы, және толық ... ... ... ... және ... ... 1520-1570 нм толқын ұзындықтарының жолағы 1.21 ... 1.21. ... ... ... деңгейлері; инверсия және біртекті емес кеңейтілген деңгейлер арасында пайда болады.
Оптикалық күшейткіштердің шуылдық сипаттамалары NF-факторлармен (Noise Figure) ... ... ... мен ... ... ... тең ... анықтаймыз.
(1.8)
-дБ-де жиі есептелетін шамалар. ОК-дің меншікті шуылдарының негізгі себебі жұмыс деңгейлерінің арасындағы кенет ... ... ... олар үшін ... ... үшін ... ... құрылған. Күшейтудің үлкен көлемінде және жиіліктің тар жолағында күшейту мына формуламен ... ... ... параметрі , η- ОК-ке сәулеленуді енгізген кездегі шығын коэффициенті. Оптикалық күшейткіштің шуыл-фактордың минмалды мәні NF=2 ... ... ... ... күшейткіштерге магистральді ТОБЖ(ВОСПИ) құрушылардың қызығушылығын тудырып отыр. Мұндай ОК толқын ұзындықтары 1550 нм-ге жақын кварцты оптоталшықтың ... ... ... сәәкес келеді. Тура эрбилі күшейткіштер толық сәлеленулердің қуаттарымен және белсенді оптоталшық ұзындықтарымен салыстырғанда жоғары параметрлерге ие.
Талшықты-оптикалық ... ... ... ... ... ... оптикалық толтыру жұмыстарын іске асыра аламыз, яғни белсенді оптоталшықтың әртүрлі ұштарына бір уақыт ішінде толық сәулелендіруді енгізе аламыз (мысалы, ... ... үшін - 980 және 1480 нм ... ... ... ... ... күшейткіш оптоталшықтарына толық сәулелену енгізілетін спектральді мультиплексорлар, бұл ... екі ... да ... ... күшейткіштердің үздік үлгілерінде, 1550 нм толқын ұзындығында күшейткіштің мәні 45 ... ... ... ... және -3-4 дБ деңгейіндегі фактор болып табылады. ... ... ... ... бар шалаөткізгішті фотоэлементте жарық энергиясын электрлікке түрлендіру тікелей жүреді.
n[+]
- ... 1.22. ... ... ... ... ... 1.22-суретте көрсетілген. Беткі бөлігінде n+-типті өткізгіштігі бар жұқа қабаты жасалған р-типті электрөткізгіштігі бар жазық кремний пластинасынан ... Бұл ... ... өткізгіштігі сақина тәрізді омдық контакт құруға мүмкіндік береді немесе кристалдың жоғарғы бетін жарық түсу ашық ... ... ... ... ... ...
Фотоэлементтің вольт-амперлі сипаттамасы фотодиодтың ВАС-на ұқсас. үшінші ... ... ... ... (кері кернеу кезінде) p - n-өткелдің фотодиодтарының ... ... ... ... ... ... орналасқан қисық бөліктері - фото-ЭҚК генерациясының режиміне сәйкес.
Фотоэлемент сыртқы қорек көздерінсіз жұмыс ... ал өзі ... ... көзі ... ... (p - n-өткелдің ВАС-да төртінші квадрант сурет 1.22.
Сурет 1.24. ... қосу ... ... 1.23. Ф1 = Δ, α(ω0) - ... ... fc ~ 0fv ~ 1 тәуелді емес және тасымалдаушылардың тепе-теңдік концентрациясы көп емес кезіндегі төмен температурадағы және төмен ... ... ... ... Тура ... үшін:
(2.2)
жеткілікті түрде қатты легірленген шалаөткізгіштер ... ... ... α(ω) ... ... ... ћω0 ~ Δ электронды тығыдықтар жағдайына пропорционал. ... ... ... ... интенсивтілігін арттырумен соған сәйкес валентті зонадағы бос орындарды және өткізгішті ... ... ... ... ... ... ... зоналарда жылжытады, және индукцияланған өткелдердің жылдамдығы релаксациялы процестердің жылдамдығынан өте үлкен интенсивтілікте асып кетеді, Ферми квазидеңгейінің валенттілік зонадағы μv және ... ... ... ... ... ... ... заманғы оптикалық талшықтар 100 Вт-тан жоғары жарық ағындарын өткізе алады және ... сөну ... ие . ... отырған сұлба электрлік энергияны, тасымалдау коэффициенті 50% асатын үлкен емес қашықтыққа ... ... ... тиыс ... ... ... ретті кернеуі бар төменвольтті тасымалдау желісі туралы, яғңи 1ЭВ туралы айтып жатқанымызды байқау керек. ... ... ... кең ... ... қазіргі уақытта жоғары ПӘК-ке ие фотоэектрлі элементтен ... ... ... ... ... ... іске асыра алуға мүмкіндік беретін генерацияланып жатқан сәлелену лазерінің кеңістікті когеренттілігін пайдалануда болып табылады, сонымен бірге, ... ... ... фотоэлектрлі элементтермен салыстырғанда кішкентай болып келеді.
Corning өзінің жаңа құрылғысын ұсынды - ... USB ... ... USB ... туралы болып жатыр. Әдеттегідей, мыс кабельдің орнынан оптоталшық қолданылады. Ең қызықтысы Corning жаңа лазерлі ... ... USB ... ... ... емес, оның бағасы бірінші көрген мыс USB күн-кабельінен қымбат тұрмайтындығы болып ... жүйе ... ... ... ... ... ие. Оптоталшықты қолдану USB кабель ұзындығын тіпті 100 метрге дейін улкейтуге болатындығы, бұл стандартты жүйелерде мүмкін емес болып ... Әр ... ... ұзартқыштардың енді еш қажеті жоқ.
сурет. 2.3
Жүйе келесі үлгіде жұмыс істейді: кірісінде сигнал электрліктен жарықтыққа түрленеді. Ал ... ... ... кері трансформациядан өтеді де, электрлікке түрленеді.
сурет. 2.4
сурет. 2.5
Компания өзінің оптоталшығын иілгіш қылып жасады, сол үшін оптоталшықты USB ... үшін ... ... жоқ, ... керегінше майыстыруға болады. Corning жылдың бірінші жартысында жаңа затын сатылымға шығаруға уәде берді.
Барлығы жақсы көрінгенімен, бірақ өте үлкен қателік бар. ... USB ... ... ... ... ... ... құрылғыларды зарядтау енді мүмкін емес. Егер стандартты USB кабельдер ... ... ... ... және бір ... ... құрылғыларды зарядтай аламыз, енді оптоталшық арқылы тек мәліметтерді ғана жібереміз. Мұнда ... ... ... ... ... - оларға жұмыс істеу үшін кішкене ... ... ... ... оны бере ... Оптикалық талшық арқылы энергия жіберудің спектральді тиімділігі.
Жақын арада оптоталшықтың негізгі бағыты ақпарат тасымалдау ... ... және ... ... ең ... түрі ... елестете алмаған едік. Технологиялар күннен күнге жаңару үстінде және жаңа кварцты және ... ... ... ... ... ... ... аясын кеңейтті.
Оптоталшықты жүйенің негізгі құрылымы болып оптоталшықты кабель болып табылады. Олардың саны, ... және ... ... бір мәселені шешу үшін таңдалады.
Оптоталшықты жүйенің энергия тасымалдау жұмысының реті келесі болып табылады. Жарық көзінен берілген жарық оптоталшықты ... бір ... ... ... және ... ... ... екінші ұшында фотоэлемент арқылы түрленеді.
Технологияның маңызды құрылымы болып, ... ... ... энергиясын тасымалдау болып табылатын жарық көзі және оптоталшықты кабель. Онық қасиеттері бүкіл жүйенің ... ... ... анықтайды. 1-1,5% жарық шығындары метрмен есептелсе, онда құтыла алмаймыз.
Оптоталшықты ... ... ... ... ... және ... да ортада, оны пайдалануға мүмкіндік беретін болмауы;
-талшықтың минималды диаметрі кезінде үлкен жарық ағынын тасымалдау;
-герметизация;
-механикалық беріктілік;
-жеңіл қызмет ... ... ... жарық көзінің алыс орналасуы);
-ұзақ уақыт қызмет жасауы (оптоталшықты пайдалану мерзімдері 10 жылдан көп)
Оптоталшықты пайдалану процесінде мына кемшіліктері ескерген жөн:
-үлкен ... ... ... ... және кварцты талшықтардың дарық диодтарының жұтылу спекторлары 6-суретте көрсетілген. Полиметилметақабатты (ПММА) светодиодтардың мөлдір терезесі 560 нм шамасында орналасқан. Мөлдір терезедегі ... 70 ... ... ... сөну ... ... 15 м арақашықығында 1 дБ шығыны бар дарық энергиясын ПММА-ға түрлендіруді шектейді.
Сурет.2.6 ПММА және перфторполимерлі талшық жарық диодтарының жұтылу ... ... тыс ... ... ... сөну өте ... 1000 ... және 10 м жоғары қашықтықта 90% энергия шығын болар еді. ... ... ... ... (ПВ ПОТ) ... қымбат, бірақ 50-ден 15 дБ/км шығыны бар 600-ден 1300 нм-де өткізу толқындар диапазоны жағынан ПММА-дан асып ... ... ... ... ... ... ... оптоталшықтар ие. Энергия тасымалдау үшін толқын ұзындығын және светодиодты таңдау ... ... ... аса ... ... табылады. Егер Corning фирмасының USB кабельдеріндегі сияқты 100 м-ге дейін ... және ... ... 1 Дб (20%) ... ... ... онда ... толқын ұзындықтар шарттарына кварцтан жасалған ғана тура келедй, ал 850-ден 1350 нм-ге дейінгі ... ... ... 2 ... көп емес ... ие болады.
Сәулелену көзін таңдау.
Оптоталшық арқылы энергияны тасымалдау үшін ... ... ... ... қолдануға болады.
Толқын ұзындықтарының бұл диапазонында электр энергиясын оптикалыққа түрлендіру 850-1300 нм ... ... ... ... ... талшықты лазерлерді пайдалануға болады.
ҚОРЫТЫНДЫ
Оптикалық талшық арқылы энергия жіберудің спектральді тиімділігі есептелінді. Технологияның маңызды ... ... ... функциясы жарық энергиясын тасымалдау болып табылатын жарық көзі және ... ... ... ... жүйенің жұмыс істеу ретін анықтайды. жарық шығындары метрмен есептелгенде 1-1,5% болса, онда жығыннан құтыла алмаймыз.
Мөлдір терезесінен тыс жерде толқын ... сөну өте ... 1000 ... және 10 м ... ... 90% ... ... болады.
Аморфты перфтополимерлі оптикалық талшықтарында (ПВ ПОТ) ... ... ... 50-ден 15 дБ/км шығыны бар 600-ден 1300 ... ... ... ... ... ... асып ... ұзындықтарының барлық диапазондарында минималды шығынға кварцты оптоталшықтар ие. Энергия тасымалдау үшін толқын ... және ... ... кезінде тасымалдау қашықтығы аса маңызды болып табылады. Егер Corning фирмасының USB кабельдеріндегі сияқты 100 м-ге дейін болса және ... ... 1 Дб (20%) ... ... болса, онда барлық толқын ұзындықтар шарттарына кварцтан жасалған ғана тура келедй, ал ... 1350 ... ... ... ... талшықтар 2 дБ-ден көп емес сөнуге ие ... ... ... Гук М. ... средства локальных сетей/М. Гук - СПб: Издательство "Питер",2000.-572с.
* Родина О.В. Волоконно-оптические линии связи/О.В. Родина - М.: Горячая линия, 2009.-400c.
* ... Г. ... ... оптика: Пер. с англ. - М. : Мир, 1996. - 323 ... ... Р. ... ... ... 3-е ... ... М. : Техносфера, 2006. 496 с.
* A.C. Van Rijn, C.A. Grimbergen M. F. Hajer// 21-st Annual Conf. ... in Medicine and Biology and Annual Fall Meeting of the ... ... Soc. ... ... October, 1999. Vol. 2. P. ... A stable 2 W supply optical-powering system / T. Yasui, J. Ohwaki, M. Mino, T. Sakai // ... ... ... 2000. Conference Record of the Twenty-Eighth IEEE. 2000. P. 1614-1617.
* New imitated ... with optical powering system for ... anechoic chamber ... T. Nango, T. ... J. Ohwaki, M. Tokuda // IEEE ... ... on Electromagnetic Compatibility (EMC). 2001. Vol. 1. P. ... Werthen, J. G. Powering Next ... Networks by Laser Light over Fiber, Optical Fiber ... // National Fiber Optic ... ... ... ... on 24-28 February, 2008. P. 1-3.
* http://geektimes.ru/post/165199/

Пән: Автоматтандыру, Техника
Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Көлемі: 49 бет
Бұл жұмыстың бағасы: 1 300 теңге









Ұқсас жұмыстар
Тақырыб Бет саны
Биологиялық мембраналар арқылы зат тасымалдау процесі14 бет
Мұнай өнімдерін тасымалдаудың ерекшеліктері4 бет
Мұнай өнімдерін тасымалдаудың ерекшеліктері жайлы10 бет
Мұнай өнімдерін тасымалдаудың ерекшеліктері жайлы мәлімет7 бет
Тасымалдау үдерісін қайта құру жағдайындағы тариф құрылымы48 бет
Халықаралық тасымалдарды рәсімдеу шарттары3 бет
«Сандық талшықты оптикалық беру жүйелері» пәні бойынша тест сұрақтар17 бет
Автокөлік тасымалдаудың техникалық сенімділігін қамтамасыздандыру48 бет
Алматы қаласы мемлекеттік сәулет-құрылысы80 бет
Байланыстың оптикалық жүйесінің өзгешеліктері12 бет


Исходниктер
Пәндер
Көмек / Помощь
Арайлым
Біз міндетті түрде жауап береміз!
Мы обязательно ответим!
Жіберу / Отправить


Зарабатывайте вместе с нами

Рахмет!
Хабарлама жіберілді. / Сообщение отправлено.

Сіз үшін аптасына 5 күн жұмыс істейміз.
Жұмыс уақыты 09:00 - 18:00

Мы работаем для Вас 5 дней в неделю.
Время работы 09:00 - 18:00

Email: info@stud.kz

Phone: 777 614 50 20
Жабу / Закрыть

Көмек / Помощь