Coraz bardziej dojrzała technologia transmisji kabli światłowodowych
Media światłowodowe to wszelkie sieciowe środki transmisji, które zwykle wykorzystują szkło lub włókno z tworzywa sztucznego w niektórych szczególnych przypadkach do przesyłania danych sieciowych w postaci impulsów świetlnych. W ostatnim dziesięcioleciu światłowód stał się coraz bardziej popularnym rodzajem mediów transmisji sieciowej, ponieważ zapotrzebowanie na większą przepustowość i dłuższe rozpiętości nadal trwa.
Technologia światłowodowa działa inaczej niż standardowe media miedziane, ponieważ transmisje są „cyfrowymi” impulsami świetlnymi zamiast elektrycznych zmian napięcia. Bardzo prosto transmisje światłowodowe kodują jedynki i zera cyfrowej transmisji sieciowej poprzez włączanie i wyłączanie impulsów świetlnych laserowego źródła światła o danej długości fali przy bardzo wysokich częstotliwościach. Źródłem światła jest zwykle laser lub dioda elektroluminescencyjna (LED). Światło ze źródła światła jest włączane i wyłączane zgodnie ze wzorem kodowanych danych. Światło wędruje wewnątrz światłowodu, dopóki sygnał świetlny nie dotrze do miejsca docelowego i nie zostanie odczytany przez detektor optyczny.
Kable światłowodowe są zoptymalizowane dla jednej lub więcej długości fali światła. Długość fali określonego źródła światła jest długością mierzoną w nanometrach (miliardy części metra, w skrócie „nm”), pomiędzy szczytami fal w typowej fali świetlnej z tego źródła światła. Możesz myśleć o długości fali jako kolorze światła i jest ona równa prędkości światła podzielonej przez częstotliwość. W przypadku światłowodu jednomodowego (SMF), wiele różnych długości fali światła może być transmitowanych przez to samo włókno światłowodowe jednocześnie. Jest to przydatne do zwiększenia zdolności transmisji kabla światłowodowego, ponieważ każda długość fali światła jest odrębnym sygnałem. Dlatego wiele sygnałów może być przenoszonych przez tę samą nić światłowodu. Wymaga to wielu laserów i detektorów i jest nazywane multipleksowaniem z podziałem długości fali (WDM).
Zazwyczaj światłowody wykorzystują długości fali między 850 a 1550 nm, w zależności od źródła światła. W szczególności światłowód wielomodowy (MMF) jest stosowany przy 850 lub 1300 nm, a SMF jest zwykle używany przy 1310, 1490 i 1550 nm (oraz, w systemach WDM, w długościach fal wokół tych pierwotnych długości fal). Najnowsza technologia rozszerza to do 1625 nm dla SMF, który jest wykorzystywany w pasywnych sieciach optycznych nowej generacji (PON) dla aplikacji FTTH (Fibre-To-The-Home). Szkło na bazie krzemionki jest najbardziej przezroczyste przy tych długościach fal, dlatego transmisja jest bardziej wydajna (tłumienie sygnału jest mniejsze) w tym zakresie. Dla porównania światło widzialne (światło, które można zobaczyć) ma długości fali w zakresie od 400 do 700 nm. Większość światłowodowych źródeł światła działa w zakresie bliskiej podczerwieni (od 750 do 2500 nm). Nie widać światła podczerwonego, ale jest to bardzo skuteczne źródło światła światłowodowego.
Wskazówki: Większość tradycyjnych światłowodowych źródeł światła może działać tylko w widmie widzialnej długości fali i w zakresie długości fal, a nie na jednej określonej długości fali. Lasery (wzmocnienie światła poprzez stymulowaną emisję promieniowania) i diody LED wytwarzają światło w bardziej ograniczonym, nawet pojedynczym zakresie widma.
OSTRZEŻENIE: Laserowe źródła światła stosowane z kablami światłowodowymi (takie jak kable OM3) są bardzo niebezpieczne dla twojego wzroku. Patrzenie bezpośrednio na koniec światłowodu pod napięciem może spowodować poważne uszkodzenie siatkówki. Możesz zostać trwale oślepiony. Nigdy nie patrz na koniec kabla światłowodowego bez uprzedniej wiedzy, że żadne źródło światła nie jest aktywne.
Tłumienie światłowodów (zarówno SMF, jak i MMF) jest niższe przy dłuższych długościach fal. W rezultacie komunikacja na większe odległości ma tendencję do zachodzenia przy długościach fal 1310 i 1550 nm w SMF. Typowe włókna światłowodowe mają większe tłumienie przy 1385 nm. Ten pik wodny jest wynikiem bardzo małych ilości (w zakresie części na milion) wody wprowadzonej podczas procesu produkcyjnego. W szczególności jest to końcowa cząsteczka –OH (hydroksyl), która ma charakterystyczne wibracje przy długości fali 1385 nm; przyczyniając się w ten sposób do wysokiego tłumienia przy tej długości fali. Historycznie systemy komunikacyjne działały po obu stronach tego szczytu.
Kiedy impulsy świetlne docierają do miejsca docelowego, czujnik wykrywa obecność lub brak sygnału świetlnego i przekształca impulsy świetlne z powrotem w sygnały elektryczne. Im bardziej sygnał świetlny rozprasza się lub zderza z granicami, tym większe prawdopodobieństwo utraty sygnału (tłumienia). Ponadto każde złącze światłowodowe między źródłem sygnału a miejscem docelowym stwarza możliwość utraty sygnału. Dlatego złącza muszą być poprawnie zainstalowane przy każdym połączeniu.
Większość systemów transmisji światłowodowej LAN / WAN wykorzystuje jedno włókno do transmisji i jedno do odbioru. Jednak najnowsza technologia pozwala nadajnikowi światłowodowemu na przesyłanie w dwóch kierunkach przez tę samą nić światłowodową (np. Pasywny CWDM MUX z wykorzystaniem technologii WDM). Różne długości fali światła nie zakłócają się wzajemnie, ponieważ detektory są dostrojone tak, aby odczytywały tylko określone długości fal. Dlatego im więcej długości fali wysyłasz za pomocą jednego pasma światłowodu, tym więcej detektorów potrzebujesz.
