Per la trasmissione di dati in gigabit e oltre i gigabit, la comunicazione in fibra ottica è la scelta ideale. Questo tipo di comunicazione viene utilizzato per trasmettere voce, video, telemetria e dati su lunghe distanze e reti locali o reti di computer . Un sistema di comunicazione in fibra ottica utilizza la tecnologia delle onde luminose per trasmettere i dati su una fibra trasformando i segnali elettronici in luce.

Alcuni tratti caratteristici eccezionali di questo tipo di comunicazione sistemi come la grande larghezza di banda, il diametro più piccolo, la leggerezza, la trasmissione del segnale a lunga distanza, la bassa attenuazione, la sicurezza della trasmissione e così via rendono questa comunicazione un elemento fondamentale in qualsiasi infrastruttura di telecomunicazione. Le successive informazioni sul sistema di comunicazione in fibra ottica ne evidenziano le caratteristiche, gli elementi di base e altri dettagli.

Comunicazione in fibra ottica

Come funziona una comunicazione in fibra ottica?

A differenza della trasmissione basata su filo di rame in cui la trasmissione dipende interamente dai segnali elettrici che passano attraverso il cavo, la trasmissione in fibra ottica comporta la trasmissione di segnali sotto forma di luce da un punto all'altro. Inoltre, una rete di comunicazione in fibra ottica è costituita da circuiti di trasmissione e ricezione, una sorgente di luce e dispositivi rilevatori come quelli mostrati in figura.

Quando i dati di input, sotto forma di segnali elettrici, vengono forniti alla circuiteria del trasmettitore, li converte in segnale luminoso con l'aiuto di una sorgente luminosa. Questa sorgente è di LED la cui ampiezza, frequenza e fasi devono rimanere stabili e prive di fluttuazioni per avere una trasmissione efficiente. Il raggio di luce dalla sorgente viene portato da un cavo a fibre ottiche al circuito di destinazione in cui l'informazione viene ritrasmessa al segnale elettrico da un circuito ricevitore.

Funzionamento della comunicazione in fibra ottica

“un chip convertitore da analogico a digitale ”

Il circuito del ricevitore è costituito da un fotorilevatore insieme a un circuito elettronico appropriato, in grado di misurare l'ampiezza, la frequenza e la fase del campo ottico. Questo tipo di comunicazione utilizza le lunghezze d'onda vicine a banda a infrarossi che sono appena al di sopra dell'intervallo visibile. Sia LED che laser possono essere utilizzati come sorgenti luminose in base all'applicazione.

3 Elementi di base di un sistema di comunicazione in fibra ottica

Ci sono tre principali elementi di base del sistema di comunicazione in fibra ottica. Sono

Sorgente luminosa compatta
Fibra ottica a bassa perdita
Rilevatore di foto

Anche accessori come connettori, interruttori, accoppiatori, dispositivi multiplexing, amplificatori e giunzioni sono elementi essenziali in questo sistema di comunicazione.

1. Sorgente luminosa compatta

Diodi laser

A seconda delle applicazioni come le reti locali e i sistemi di comunicazione a lungo raggio, i requisiti della sorgente luminosa variano. I requisiti delle sorgenti includono potenza, velocità, larghezza della linea spettrale, rumore, robustezza, costo, temperatura e così via. Due componenti sono usati come sorgenti luminose: diodi emettitori di luce (LED) e diodi laser.

“design del transistor non dipendente da beta ”

I diodi a emissione di luce vengono utilizzati per brevi distanze e applicazioni a bassa velocità di trasmissione dati a causa della loro ridotta larghezza di banda e capacità di alimentazione. Due di queste strutture LED includono i sistemi di emissione di superfici e bordi. I diodi emettitori di superficie hanno un design semplice e sono affidabili, ma a causa della sua larghezza di linea più ampia e del diodo di emissione del bordo di limitazione della frequenza di modulazione vengono utilizzati principalmente. I diodi emettitori di bordi hanno capacità ad alta potenza e larghezza di linea ridotta.

Per distanze maggiori e trasmissione ad alta velocità di trasmissione dati, i diodi laser sono preferiti per le loro caratteristiche di elevata potenza, velocità e larghezza della linea spettrale ridotta. Ma questi sono intrinsecamente non lineari e più sensibili alle variazioni di temperatura.

LED vs diodi laser

Oggigiorno molti miglioramenti e avanzamenti hanno reso queste fonti più affidabili. Di seguito sono riportati alcuni di questi confronti tra queste due fonti. Entrambe queste sorgenti sono modulate utilizzando tecniche di modulazione diretta o esterna.

2. Fibra ottica a bassa perdita

La fibra ottica è un cavo, noto anche come guida d'onda dielettrica cilindrica, realizzata in materiale a bassa perdita. Una fibra ottica considera anche parametri come l'ambiente in cui opera, la resistenza alla trazione, la durata e la rigidità. Il cavo in fibra ottica è realizzato in vetro estruso (si) o plastica di alta qualità ed è flessibile. Il diametro del cavo in fibra ottica è compreso tra 0,25 e 0,5 mm (leggermente più spesso di un capello umano).

Cavo in fibra ottica

Un cavo in fibra ottica è composto da quattro parti.

Nucleo
Rivestimenti
Buffer
Giacca

Nucleo

Il nucleo di un cavo in fibra è un cilindro di plastica che corre lungo tutta la lunghezza del cavo in fibra e offre protezione mediante rivestimento. Il diametro del nucleo dipende dall'applicazione utilizzata. A causa della riflessione interna, la luce che viaggia all'interno del nucleo si riflette dal nucleo, il confine del rivestimento. La sezione trasversale del nucleo deve essere circolare per la maggior parte delle applicazioni.

Rivestimenti

Il rivestimento è un materiale ottico esterno che protegge il nucleo. La funzione principale del rivestimento è quella di riflettere la luce nel nucleo. Quando la luce entra attraverso il nucleo (materiale denso) nel rivestimento (materiale meno denso), cambia il suo angolo e poi si riflette verso il nucleo.

Buffer

La funzione principale del buffer è quella di proteggere la fibra dai danni e da migliaia di fibre ottiche disposte in centinaia di cavi ottici. Questi fasci sono protetti dalla copertura esterna del cavo chiamata guaina.

GIACCA

Le guaine dei cavi in fibra ottica sono disponibili in diversi colori che possono facilmente farci riconoscere il colore esatto del cavo con cui abbiamo a che fare. Il colore giallo indica chiaramente un cavo monomodale e il colore arancione indica multimodale.

“schema elettrico del caricabatteria inverter ”

2 tipi di fibre ottiche

Fibre monomodali: Le fibre monomodali vengono utilizzate per trasmettere un segnale per fibra, queste fibre vengono utilizzate nei telefoni e nei televisori. Le fibre monomodali hanno nuclei piccoli.

Fibre multimodali: Le fibre multimodali vengono utilizzate per trasmettere molti segnali per fibra, questi segnali vengono utilizzati nei computer e nelle reti locali che hanno core più grandi.

3. Rilevatori di foto

Lo scopo dei fotorilevatori è riconvertire il segnale luminoso in un segnale elettrico. Due tipi di rilevatori di foto sono utilizzati principalmente per il ricevitore ottico nel sistema di comunicazione ottica: fotodiodo PN e fotodiodo da valanga. A seconda delle lunghezze d'onda dell'applicazione, la composizione del materiale di questi dispositivi varia. Questi materiali includono silicio, germanio, InGaAs, ecc.

Si tratta degli elementi di base del sistema di comunicazione in fibra ottica. Per ulteriori informazioni e per qualsiasi tipo di assistenza, scrivici in quanto incoraggiamo e apprezziamo i tuoi suggerimenti, feedback, domande e commenti. Per favore condividi le tue idee, suggerimenti e commenti nella sezione commenti qui sotto.

Crediti fotografici