Videó átvitel száloptikai hálózatok nagyon fontos részlet
Általános leírás FOL
Az üvegszálas technológia elvén alapuló használatának fényt, mint a fő információforrás. Fény sokkal könnyebb továbbítani nagyobb távolságokra kisebb veszteségeket, mint az elektromos áram. Továbbá, sokkal kevésbé érzékeny az elektromágneses mezők és képes átvinni megrendelések több információt. Optic vonalak önmagukban nem forrásai az elektromos zajt.
A szál továbbított elektromágneses sugárzás az optikai hullámhossz-tartományba eső megfelelő frekvenciákat 1014-1015 Hz, amely nagyon nagy sávszélesség és a teljesítmény.
Nagy zaj immunitás miatt az üvegszálas, hogy a természetben és az ipar gyakorlatilag nem forrásai az elektromos és mágneses térerősség, amely megváltoztathatja a terjedési viszonyok fényimpulzus a rost. Ezen kívül a leggyakrabban optikai kábelek nem tartalmaznak fémes elemeket, így a problémákat, amelyek a potenciális különbség a padló és az épületek, a kóbor áram a talajban, és így tovább. P. nem merül fel. Száloptikai rendszerek szinte teljes elektromos szigetelés, nem félnek a magas páratartalom, nincs szükség berendezés, amely megvédi őket a szivárgás, bontások és rövidzárlat. Félvezető fény adók és vevők egy kellően nagy stabilitást.
Köztudott, hogy a legkevésbé veszteségek fénysugár a levegőben a pohárban. Például a modern szálak csillapítása 0,2 dB / km, ami egy 100 m hosszúságú 0,02dB csillapítás. Az azonos hosszúságú modern nagy elektromos kábel szimmetrikus csillapítás 20 dB, azaz a. E. 1000-szer nagyobb.
Kezdetben a száloptikai használt katonai-ipari komplexum. Minden modern fejlődés fol köteles aktív fejlesztése karok közepén és a végén a múlt század. Immunity elektromágneses interferencia FOCL és nagy sebességű információ átvitel okozta felhasználásuk közötti kommunikáció mérése komplexek és irányító rendszerek, amelyek szerepelnek a számítógépet. Szerint a külföldi források 80s. körülbelül 5000 egyéni száloptikás kapcsolatok teljes hossza 150 km közötti számítógépek részeként használt komplex parancs MX rakéta nyújtó rendszer információk átadását sebességgel 3,2 Mbit / s [1].
Természetesen lehetetlen átjutni optikai feszültség a működő eszközök segítségével PoE használni üvegszálas nehéz és költséges aktív optoelektronikai eszközök, optikai kábelek és adóvevő gyártási technológia sokkal nehezebb és drágább dolgozni száloptikai okozza a megnövekedett igényeket a készségek és a kultúra a stáb. Amikor dolgozik optikai kapcsolat szükséges figyelembe venni az öregedő szál hatása alatt a nedvesség és kemény gamma-sugárzást.
A tömbvázlata száloptikai kommunikációs vonalak ábrán látható. 1.
Az optikai adóegység (optikai adó), és az optikai vevőegység (optikai vevőt) vannak jelölve a szaggatott vonal. 1. pontjában a fényjelzés történik 2 pont fényjelzés eltűnik.
Ha az adó és a vevő szerkezetileg össze egyetlen eszköz - az adóvevő, vagy adó-vevő (adó-vevő), - két optikai imeeyuschee adapter csatlakozott két optikai szál. Éppen ezért a számítógépes hálózati kártya van kimeneti adapter a két optikai szál: az egyik fény belép a kártya, a másik jön ki belőle.
Az ábra azt mutatja, hogyan függ a távolság, amellyel informtsiya továbbított átviteli sebességet, amikor a kábel veszteségek 2,7 dB / km, és a fénykibocsátó dióda hullámhosszúságú 0,84 um és 0,03 um-es spektrális vonalszélesség:
1 - rádiófrekvenciás lépcsős profilja
2 - fényvezetőt, melynek gradiens profil
Csökkentve a kábel csillapítás és a jobb szállítórendszer növekedéséhez vezet az átviteli hossz. Meg kell helyes csatlakoztatását a fotodetektor egy fényvezető, amely minimálisra csökkenti a veszteséget mérlegelés, például a „anti-reflektív” réteg vége között LED és a fotodetektor ablakot.
Optoelektronikai eszközök száloptikai
FOCL építkezés jelenlegi formájában tette lehetővé, hogy az óriási áttörés a fejlesztés optoelektronikai félvezető mivel a 60-as. a múlt században.
Ha beszélünk fényforrások, szükséges megjegyezni létrehozása félvezető lézerek felületi sugárzó függőleges üregrezonátor. Ez a hosszú hullámhosszú VCSEL-lézer (függőleges üregű felületsugárzó lézer), amelynek van egy nagy alternatíva a költségesebb a hagyományos mechanikus (él-kibocsátó) lézerek, Fabry-Perot lézerek és DFB (Distributed Visszacsatolási - DFB).
DFB lézerek és Fabry-Perot gyakran speciális optikai elemek (kapcsolási), hogy bekerüljenek a szál a gerenda képzett elliptikus profilt és széles fénysugár (széles divergencia), ami megnehezíti a szerelvény az optikai rendszerek és növeli ezek költségét.
Félvezető lézerek VCSEL van kialakítva, keskeny sugárzási sugárzási mintát (kis divergencia) és szimmetrikus profil.
VCSEL lézer rezonátor van elhelyezve merőleges a hordozó síkjára, megkönnyíti tesztelése lézerek a termelési folyamatban, és ennek eredményeként csökkenti a költségeit a szerelvény. Jelenleg az ára körülbelül $ 2.
A 80-es években. Tomsk NIIPP kifejlesztett egy sor LED a tartomány 0, 85 mikron és 1,3 mikron házak képviselő egységes optikai csatlakozó aljzat. Ezek a diódák jellemzi 8-15 ns sebességű, közvetlen áramok - legfeljebb 50 mA, a magas linearitást a fény-áram jellemzőit a kibocsátó terület átmérője - 200 mm-es, be az optikai szál kimeneti - 0,02-0,5 watt.
Fizikai-Műszaki Intézet. Loffe kifejlesztett singlemode és multimódusú lézerek hullámhossza 1,3 mikron nagy teljesítményű alacsony szivattyúval áramok egy kis szélessége a spektrum borítékot. Egymódusú szál lézerek adagoljuk 0,5-10 mW teljesítménnyel volt a szivattyú áramok 30-250 mA és szélessége 10-15 nm spektrális burkológörbe. Multimódusú lézerek hullámhossza 1,3 mikron biztosít bemeneti sugárzási teljesítmény 50 mW a szivattyú áramok akár 600 mA.
Alkalmazás reflektométerek gyorsan fejlődött pikoszekundumos lézerek hullámhossza 0,8 mikron és 1,3 mikron, hogy biztosítsák az impulzus időtartama 6-30 ps a kimeneti teljesítmény legfeljebb 500 mW. LPI létrehozott egyszeres módban lézer hullámhossza 1,3 mikron előírt kibocsátási teljesítmény bevinni az optikai szál egység 1,5 mW üzemi áram 80 mA. A modul rendelkezik egy sík szerkezetű, kis méretű, biztosítani kimeneti sugárzás révén vágott mód szál [2].
A leggyakrabban használt félvezető anyag fényforrások száloptikai egy szilárd oldat Ga 1-x Al x Ahogy, átfedő sugárzás tartományban 0,63-0,94 m. Félvezető fénykibocsátó diódák alapuló Ga 1-x Al x Mivel van általában egy kis teljesítmény a sugárzás, lehetővé teszi, hogy bemutassuk a rost optikai teljesítmény az 1 mW és az összetételtől függően szélessége a emissziós vonal 2540 nm, és egy élettartama 10 június 05-10 h. Félvezető lézerek dupla heterostructure alapuló gallium arzenid Lase hullámhosszon 0,83-0,94 um. Offset csíkok szükséges, hogy a lézer hullámhosszán nem esik egybe olyan abszorpciós sávot hidroxilcsoportok OH szál [3].
Egy komoly hátránya félvezető lézerek (nem csak a hazai) az alacsony MTBF (tartósság) és a teljesítmény csökkenése - csökkenti az energia működés közben.
Ha beszélünk a vevők az optikai sugárzás - fotodióda, a technológia, az ezek előállítása is tökéletesítették a MIC. A vezető kutatóintézet fejlesztésére fotodetektorokból volt az Institute of Applied Physics (NIIPF). Epitaxiális szerkezet fotodetektorok megbízást NIIPF termesztett "Giredmet" Mintsvetmet [2].
Általában, a száloptikai kommunikációs vonalak használják egy lavina fotodetektorok és p-in fotodiódák. Fotodetektorok száloptikai kell szélessávú, hogy egy nagy értékű a sávszélesség termék faktorral lavina szorzás, alacsony a felesleges zaj (DL), hogy gyors, van egy kis kapacitású, kis sötétáram, stabil a külső hatásoknak, van egy maximális érzékenységgel hosszon emitter hullámhossz és a hosszú élettartam, valamint biztosítja a képességét, hogy megfeleljen a későbbi szakaszában az erősítőt.
Ezek megvalósítása egymással ellentétes igények hozott létre egy sor fotodióda szekrények, alkalmas kapcsolat az optikai kapcsolat az alábbi paraméterekkel:
- szilícium p-i-n fotodiódák - aktuális érzékenysége 0,4-0,5 A / W hullámhosszon - 0,85 mikron, a sebesség - 1-10 ns, sötétáram - 2-10 nA üzemi feszültségen a 5V (24);
- pin fotodiódák heterostructures alapuló InGaAsP / InP működési hullámhossza 1,3 és 1,55 mikron, a jelenlegi érzékenysége 0,6-0,9 A / W, 0,07-0,3 sebesség ns, sötétáram 0,1- 5 nA üzemi feszültségen 5-10 V;
- Germánium lavina fotodiódák üzemelési hullámhosszokon 1,3 mikron és 1,55 mikron egy aktuális érzékenysége 6014 A / W, a zaj áramsűrűség (5-10) 10-12 A / Hz 1/2, 0,1-0.6 sebesség ns , 0,6-2 pF kapacitás üzemi feszültségen 30-100 V;
- photoreceiving eszköz p-i-n FET működési hullámhossza 1,3 és 1,55 mikron, 170-700MGts sávszélességet, érzékenység a -36 43 dBm.
Így a '90 -es évek elején. mi szükség van optoelektronikai elem alap létrehozását száloptikás vonal jött létre az országban. A fejlesztések vezettek be a termelés és a már használt a gyártás háztartási berendezés optikai, helyi hálózatok, kábeltelevíziós és egyéb kommunikációs vonalak [2].