Ki jan transmetè optik la devlope ak travay
Itilizasyon vag limyè pou transmèt siyal televizyon ak enfòmasyon done se yon nouvo syans ak teknoloji ki devlope nan fen 20yèm syèk la. Aparans li te pèmèt mond lan's enfòmasyon endistri pou devlope rapidman. Koulye a, teknoloji transmisyon fib optik la ap devlope nan yon vitès pi lwen pase moun'imajinasyon an. Vitès transmisyon optik li se 100 fwa pi wo pase 10 ane de sa, epi li estime ke li pral ogmante pa apeprè 100 fwa nan devlopman nan lavni. Avèk devlopman kontinyèl nan teknoloji transmisyon fib optik, multiplexing, demultiplexing, routage, ak chanje ka fèt nan domèn nan optik. Rezo a ka sèvi ak resous yo gwo Pleasant nan fib optik ogmante kapasite rezo a ak reyalize "transparan" transmisyon nan sèvis miltip.
Sistèm transmisyon optik la se sitou ki konpoze de transmetè optik, reseptè optik, splitter optik, câbles fib optik, ak lòt konpozan.
I. Yon prensip debaz nan transmisyon fib optik nan siyal optik
Transmisyon optik se yon teknoloji ki transmèt nan fòm lan nan siyal optik ant moun k la ak reseptè a. Pwosesis k ap travay nan transmisyon optik siyal televizyon yo te pote soti ant transmetè optik la, fib optik la ak reseptè optik la; transmetè optik la nan sal òdinatè santral la konvèti siyal televizyon RF antre nan yon siyal optik, ki konpoze de yon konvètisè elektrik / optik (Transducer elektrik-optik (E/O) fin fèt, epi siyal optik konvèti a resevwa pa a. Fib optik transmisyon gid resevwa aparèy (reseptè optik), ak reseptè optik la konvèti siyal la optik yo jwenn nan fib optik la nan yon siyal elektrik Se poutèt sa, prensip debaz la nan siyal la transmisyon optik pwosesis la an antye nan konvèsyon elektrik / optik ak optik / elektrik, ki rele tou yon lyen optik.
Metòd transmisyon optik aktyèl la itilize modulation entansite limyè. Pou egzanp, yon aparèy ki emèt limyè ki baze sou lazè emèt sa yo rele limyè aderan ak menm faz la. Se poutèt sa, yo adopte yon metòd modulation ki chanje entansite limine an jeneral. Li sèvi ak chanjman lineyè pwodiksyon pouvwa optik ki koresponn ak chanjman aktyèl siyal opinyon konvètisè elektrik / optik la. karakteristik.
Nan transducteur optik-elektrik (O/E), aktyèl pwodiksyon an pwopòsyonèl ak entansite siyal optik opinyon an. Se poutèt sa, fòm ond aktyèl pwodiksyon an nan konvètisè optik / elektrik la se menm jan ak fòm vag aktyèl la nan konvètisè elektrik / optik la, reyalize Objektif transmisyon siyal la.
Se konsa, ki jan fib optik la gide siyal optik la? Kounye a, fib optik yo itilize nan sistèm televizyon kab la se yon fib optik silendrik, ki konpoze de yon silenn fib optik ak yon kouvèti epi li se yon materyèl vè kwatz. CLADDING a jwe wòl nan byen fèmen limyè a nan fib optik la, pwoteje nwayo a, ak amelyore fòs nan fib optik nan tèt li. Wòl nwayo fib la se transmèt siyal optik. Malgre ke tou de nwayo a ak CLADDING yo te fè nan materyèl vè kwatz, gen diferans ki genyen nan konpozisyon an dopan nan de pandan pwodiksyon an, ki mennen nan diferan endèks refraktif (nwayo a se 1.463 ~ 1.467, ak CLADDING a se 1.45 ~ 1.46), nan kou, se tou ki gen rapò ak diferan materyèl yo itilize. Lè sous limyè a emèt pa lazè a antre nan nwayo a nan fib la, lè limyè a antre nan koòdone nan CLADDING a, osi lontan ke ang ensidan an pi gran pase ang kritik la, refleksyon total la ap fèt nan nwayo a, ak limyè a. pa pral koule nan kouvèti a. Siyal optik nan nwayo a ap kontinye pwopaje san enteripsyon jiskaske li dirije nan reseptè optik la. Pwosesis sa a se prensip debaz transmisyon siyal optik nan fib optik.
II. Distòsyon nan transmisyon optik
Lè limyè transmèt nan yon fib optik, gen kèk deformation tou. Rezon ki fè yo distòsyon an se jan sa a:
(1) Nan sistèm transmisyon fib optik la, akòz nonlinearite karakteristik konvèsyon elektrik/optik lazè semi-conducteurs, siyal optik pwodiksyon an pa konsistan avèk chanjman aktyèl eksitasyon an, sa ki lakòz distòsyon, ki rele modulation distorsion. Valè endèks modulation M pa pèmèt yo twò gwo. Li nesesè yo chwazi yon transmetè optik ak pèfòmans segondè ak teknoloji fò pwosesis pre-distorsion. Teknoloji pwosesis pre-distorsion la sèvi ak konsepsyon atifisyèl pou jenere pre-distorsion pou amelyore linearite modulation la, pou elimine epi redwi sistèm transmisyon fib optik la. Objektif CSO ak CTB.
(2) Nan sistèm transmisyon optik la, depi anplifikatè RF kondwi a ak anplifikatè RF k ap resevwa a gen ti chans pou distòsyon, fotodyode PIN lineyè a ka inyore ti distòsyon an paske nivo siyal la pa twò wo. Rezon prensipal ki fè se Distòsyon nan karakteristik modulation lazè semi-conducteurs ak dispèsyon fib.
(3) Lè lazè a ap modulation entansite limyè a, longèdonn limyè a ap chanje, ak adisyonèl modulasyon frekans ap parèt, ki pral elaji frekans siyal la ak lakòz yon efè chirp, ki se sitou manifeste kòm CSO distorsion.
(4) Karakteristik dispèsyon fib optik la pral lakòz diferans nan reta gwoup la nan longèdonn diferan, sa ki lakòz distòsyon ki te koze pa fwa arive konsistan nan tèminal la, sitou CSO distorsion.
Distòsyon ki pwodui nan sistèm transmisyon fib optik la se sitou CSO deformation, ak degre CTB deformation pi piti anpil pase CSO deformation. Yo nan lòd yo asire bon jan kalite a transmisyon nan sistèm nan epi fè sistèm nan rapò konpayi asirans ak bri ak pèfòmans distòsyon nan yon ranje rezonab, mezi yo pran yo jeneral Sèvi ak endikatè CNR balanse CSO ak endikatè CTB. Si ou ogmante oswa diminye valè CNR a pa 1dB, Lè sa a, CSO a pral deteryore oswa amelyore pa 1dB, epi endèks CTB a pral deteryore oswa amelyore pa 2dB.
III. Prensip k ap travay nan transmetè optik la
Aparèy optik ki pi enpòtan nan transmetè optik la se lazè semi-conducteurs. An reyalite, li se yon dyod lazè (LD). Natirèlman, gen kèk ki pa sèvi ak dyod lazè men sèvi ak semi-conducteurs limyè-emisyon dyod (Light Emitting Diode, ki ap dirije). nan.
1310nm optik transmetè jeneralman adopte mòd modilasyon dirèk (modulasyon sideband-anplitid, VSB-AM mòd). Fonksyon li se konvèti siyal elektrik nan siyal optik, ki ka reyalize pa chanje ekipman pou pouvwa a nan lazè a sou fòm piki a atravè yon kous ekstèn. Kous la patipri li mete ka bay pi bon ekipman pou pouvwa patipri pou lazè a. Lazè a pral gen diferan pwodiksyon pouvwa lè aktyèl la patipri diferan. Pou asire yon pwodiksyon ki estab nan pouvwa optik, yo ta dwe fèt yon sikwi kontwòl otomatik pou pouvwa optik ak tanperati lazè, tankou itilize nan mikro òdinatè yo reyalize pi bon eta k ap travay nan kontwòl otomatik nan transmetè optik la.
Lazè yo lajman itilize kòm osilateur optik (sa vle di, aparèy limyè-emèt), ki konte sou entèraksyon ki genyen ant eta enèji nan materyèl la mwayen lazè ak limyè.
Pou lazè a travay, dwe gen yon sèten kantite kouran. Gen yon sèten relasyon ant gwosè aktyèl sa a ak entansite limyè a. Lè aktyèl la ogmante, entansite limyè a ogmante sevè. Sa a endike ke lazè a te kòmanse travay. Sa fè lazè a travay. Kouran an rele aktyèl papòt la. Pi piti li se, pi bon an, paske li te deja pèmèt lazè a travay. Si aktyèl papòt la ap kontinye ogmante, zòn saturation pwodiksyon an ap fòme. Lè zòn saturation aktyèl la rive nan yon sèten valè, siyal la pral transmèt. An tèm de pouvwa ki nesesè pou transmisyon fib optik, pouvwa pwodiksyon plizyè megawatt nan rejyon lineyè a ka satisfè kondisyon ki nan transmisyon longdistans siyal ak enfòmasyon. Anplis de kantite limyè entansite, bon jan kalite transmisyon limyè tou gen rapò ak pwoblèm tankou spectre ak bri.
Spectre milti-ond lan pa apwopriye pou transmisyon siyal analòg-wo kalite. Menm si li travay nan yon sèl-mòd, spectre emisyon li yo gen yon lajè. Plis lajè a pi etwat, se pi bon onn limyè a vin ak plis tan-koyeran li vin. Sa se vag limyè ak koerans bon. Onn limyè a ak bon koerans pa bezwen lantiy ak lòt aparèy konvèje li nan yon ti plas, epi li pi apwopriye pou ensidans nan fib optik.
IV. Prensip k ap travay nan reseptè optik la
Eleman prensipal la nan reseptè optik la se fotodetektè a, se sa ki, fotodyode wo-sansiblite (PIN). Fotodyode a sèvi ak efè foto-elektrik semi-kondiktè a pou konplete deteksyon siyal optik la pou siyal optik la retabli nan siyal RF televizyon an, ak Lè sa a, siyal RF a Apre anplifikasyon ak kontwòl nivo AGC, siyal RF kalifye se pwodiksyon an. distribisyon rezo.
Teknoloji prensipal yo nan reseptè optik yo se C/N, C/CTB, ak C/CSO. Twa endikatè teknik sa yo tout detèmine pa pèfòmans modil konvèsyon foto-elektrik la. Nan ka menm opinyon pouvwa optik la, nivo RF pwodiksyon konvèsyon an diferan. Lè efikasite konvèsyon nan modil foto-elektrik la wo, pouvwa pwodiksyon li yo Menm si nivo a wo, endèks valè C/N pote pa li se yon bon bagay, ak vis vèrsa, endèks valè C/N vin pi mal. De endikatè teknik C/CSO ak C/CTB yo detèmine pa linearite modil foto-elektrik la. Modil fotoelektrik bon jan kalite pèmèt yon ranje pouvwa resevwa pi laj anba menm endikatè C/CSO ak C/CTB yo.
V. Kandida devlopman nan aparèy optik
Avèk aktyalizasyon kontinyèl nan teknoloji transmisyon fib optik nan rezo bande ak amelyorasyon kontinyèl nan sèvis milti-fonksyonèl, kondisyon yo pou karakteristik transmisyon aparèy optik ak fib optik yo ap vin pi wo ak pi wo. Epòk la nan fib optik ranplase fil kwiv ap finalman vini. Avèk mak pye yo nan laj enfòmasyon an Avèk avenman an, kandida yo devlopman nan teknoloji transmisyon optik yo trè laj.
Seleksyon ak itilizasyon transmetè optik
Transmetè optik la se ekipman debaz sistèm transmisyon kab optik la. Fonksyon li se optik modulation radyo frekans kab televizyon siyal elektrik opinyon nan transmetè optik la pou reyalize konvèsyon elektrik ak optik (E/O), epi voye siyal optik kontinyèl, ki estab ak serye nan sistèm kab optik la. Kalite transmetè optik kounye a sou mache a: dapre diferan metòd modulation yo, yo divize an de kalite: transmetè optik modil dirèkteman ak transmetè optik modil deyò. Dirèkteman modulation optik transmetè yo sitou itilize nan 1310nm sistèm fib optik, ak deyò modil transmetè optik yo sitou itilize nan sistèm fib optik 1550nm. Kèlkeswa si li se yon transmetè optik modil dirèkteman oswa ekstèn, eleman debaz li yo konpoze de lazè.
Dirèkteman modulation transmetè lazè a
1. Konpozisyon
Konpozisyon dirèk modulation optik transmetè a, anplis eleman debaz DFB lazè konpozan, gen ekipman pou pouvwa, yon sikwi patipri lazè, sikwi lazè ralanti kòmanse, sikwi pwoteksyon surcharge ak sikwi pwoteksyon kondwi, kontwòl pouvwa ak sikwi kontwòl refwadisman, limyè. sikwi deteksyon, sikwi konpansasyon Distorsion, fotodetektè (PIN) chip (pou deteksyon pouvwa optik ak kontwòl otomatik pouvwa), frijidè semi-conducteurs ak tèmistè pou kontwòl de-fason otomatik tanperati (ATC), elatriye.
2. Travay pwosesis
Siyal la antre nan transmetè optik la se siyal la frekans radyo televizyon (RF). Nan fen devan an, plizyè siyal RF yo melanje nan yon sèl siyal pa yon multiplexeur ak Lè sa a, voye nan opinyon an nan transmetè optik la. Apre yo te anplifye pa yon preamplifier, li elektwonikman kontwole atenuasyon, konpansasyon deformation, ak kontwòl otomatik nivo pouvwa. , Lè sa a, kondwi chip lazè a fè elektrik / optik modulation, ak konvèti siyal elektrik la nan yon siyal modulasyon optik. Ajoute yon izolatè optik nan fen pwodiksyon an ka redwi anpil enfliyans nan vag limyè reflete ki soti nan kab optik la sou lazè a. Se siyal optik la voye nan kab optik la atravè jwenti optik mobil la, epi siyal optik la transmèt nan chak pwen optik atravè kab optik la.
Li ka wè ke pouvwa a transmisyon ak distòsyon ki pa lineyè nan lazè a depann sou aktyèl la patipri (IO), se konsa transmetè a optik ekipe ak kous la patipri ak sikwi konpansasyon distòsyon nan lazè a asire estabilite nan endèks la nonlinear ak la. pwodiksyon transmisyon.
Lè tanperati a nan lazè a ogmante, papòt la ap ogmante, entansite limyè pwodiksyon satire a ap diminye, ak ranje lineyè koub PI a ap diminye (ki vle di, ranje oto-dinamik la ap diminye). Yo nan lòd yo asire ke transmetè optik la toujou ap travay nòmalman, li dwe asire lazè a travay nan yon tanperati konstan (jeneralman 25degreC). Semi-kondiktè pi fre ak tèmistè yo itilize pou kontwòl otomatik tanperati de-fason (ATC) nan transmetè optik la garanti yo travay nan yon tanperati konstan nan 25.degreC.
Gen yon mikroprosesè nan transmetè optik la, epi pi bon done eta k ap travay nan lazè a estoke nan chip la. Lazè a ka ralanti-kòmanse ak aktyèl RF televizyon kondwi ka otomatikman dekonekte pou pwoteje lazè a. Divès switch yo sou panèl la devan transmetè optik la kontwole pa yon mikwoprosesè.
Chanjman tanperati ak aje aparèy la pral lakòz chanjman nan papòt lazè aktyèl la ak efikasite konvèsyon foto-elektrik. Si ou vle avèk presizyon kontwole pouvwa a pwodiksyon optik nan lazè a, ou ta dwe rezoud li nan de aspè: youn se kontwole aktyèl la patipri nan lazè a pou ke li otomatikman swiv papòt la. Chanjman aktyèl la asire ke lazè a toujou ap travay nan pi bon eta patipri; dezyèm lan se kontwole anplitid aktyèl la modulation lazè otomatikman swiv chanjman nan efikasite konvèsyon elektrik ak optik. Otomatik kontwòl pouvwa konplete de travay ki anwo yo pou asire ke lazè a bay egzat pouvwa optik.
Eksteryè modulation optik transmetè
Eksteryè modulation optik transmetè a konpoze de modulateur ekstèn, lazè, sikwi kontwòl lazè, sikwi kontwòl modulation, mikropwosesè, sikwi pre-distorsion, fotodetektè, atenuateur siyal RF, anplifikatè, ekipman pou pouvwa, elatriye.
3. Konparezon modil dirèk ak transmeteur optik modulasyon ekstèn
Transmetè modulasyon dirèk yo sitou itilize pou lazè DFB. Lazè DFB gen bon lineyè epi yo ka jwenn pi bon valè CTB ak CSOsan konpansasyon sikui pre-distorsion. Sepandan, akòz modulation dirèk, gen adisyonèl modulasyon frekans ak endikatè distòsyon ki pa lineyè (sitou valè CSO) difisil yo dwe trè wo.
DFB transmetè gen pèfòmans ki estab, yon estrikti senp, ak yon pri ki ba, kidonk li se lajman itilize.
Pouvwa a nan transmetè optik modulation dirèk la jeneralman pa twò gwo, nan 18nw, Se poutèt sa, distans transmisyon an limite, epi li se jeneralman yo itilize nan rezo distribisyon lokal yo ak rezo transmisyon kab optik nan vil-nivo. Sa a se kalite transmetè optik sitou itilize nan rezo fib optik 1310nm, ak atenuasyon fib optik 1310nm se 0.35db / km, kidonk distans transmisyon maksimòm lan pa depase 35 kilomèt.
Eksteryè modulation optik transmetè: gwo pouvwa pwodiksyon, jiska 2×20mw oswa plis (de rezilta), bri ki ba, epi pa gen okenn distòsyon cso ki te koze pa konbinezon an nan modulasyon frekans adisyonèl ak karakteristik dispèsyon fib ki sanble ak LD. Se poutèt sa, li se souvan yo itilize nan transmisyon longdistans nan gwo-echèl sistèm branche. Eksteryè modulation optik transmetè jeneralman itilize YAG lazè. Apre lazè YAG yo modulation deyò, linearite a trè pòv, epi yo dwe itilize sikui pre-distorsion pou konpanse. Paske nan mwens dispèsyon li yo, transmetè optik YAG trè apwopriye pou 1550nm longèdonn fib optik, sitou itilize nan rezo fib optik 1550nm. Limyè YAG transmèt nan rezo fib optik 1550nm, ki ka itilize pou anplifikasyon ak relè. 1550nm fib optik la gen yon ti diminisyon (0.25db / km), kidonk yo ka itilize transmetè optik YAG pou transmisyon ultra-long distans. Yo itilize transmetè optik ekstèn modulasyon nan rezo fib optik 1310nm, ak distans transmisyon an ka rive nan 50 kilomèt, ki se tou pi vit pase distans transmisyon transmetè optik dirèk-modulasyon an. Sepandan, transmetè optik modil deyò yo chè, ak rezo fib optik pou transmisyon kout distans raman itilize transmetè optik modil deyò.
4. Endikatè teknik yo nan transmetè optik la
Endikatè teknik yo nan transmetè optik la se baz pou chwazi transmetè optik la, ak paramèt pèfòmans yo bon nan transmetè optik la afekte dirèkteman endikatè yo bon teknik nan tout sistèm nan televizyon kab.
5. Chwa a nan transmetè optik la
Li trè enpòtan pou teknisyen televizyon kab konprann ak metrize konpozisyon, prensip k ap travay, ak paramèt pèfòmans nan transmetè optik, paske sèlman lè yo metrize prensip debaz yo k ap travay ak endikatè pèfòmans teknik nan transmetè optik, yo ka transmetè optik dwe itilize efektivman ak rezonab. Bon antretyen chak jou.
Koulye a, gen anpil manifaktirè etranje ak domestik nan transmetè optik. Gen plis kalite transmetè optik, ak endikatè pèfòmans yo ak pri otonòm yo tou trè diferan. Seleksyon rezonab se nan gwo benefis asire bon jan kalite a nan rezo a fib optik ak diminye pri a nan konstriksyon rezo a. Segondè rapò pèfòmans-pri, sistèm asirans kalite serye, ak bon garanti sèvis apre-lavant yo se chwa nan ekipman optik.
