- Kako funkcionira optička komunikacija?
- Zašto se koristi vlakno?
- Zašto svjetlost, a ne struja?
- Karakteristike optičke komunikacije
- Primjene optičkih vlakana
- Utjecaj opotičnih vlakana na IoT (Internet stvari)
Komunikacija optičkim vlaknima metoda je komunikacije u kojoj se signal prenosi u obliku svjetlosti, a optička vlakna koriste se kao medij za prijenos tih svjetlosnih signala s jednog mjesta na drugo. Signal koji se prenosi u optičkim vlaknima pretvara se iz električnog u svjetlost i na prijemnom kraju vraća u električni signal iz svjetlosti. Poslani podaci mogu biti u obliku audio, video ili telemetrijskih podataka koji se šalju na velike udaljenosti ili putem lokalnih mreža. Komunikacija optičkim vlaknima koja daje dobre rezultate u velikom prijenosu podataka na velike udaljenosti, korištena je kao aplikacija u razne komunikacijske svrhe.
Kako funkcionira optička komunikacija?
Proces komunikacije optičkim vlaknima prenosi signal u obliku svjetlosti koji se prvo pretvara u svjetlost iz električnih signala i prenosi, a zatim se obrnuto događa na prijemnoj strani.
Ovaj se postupak može objasniti pomoću dijagrama prikazanog dolje:
Strana odašiljača:
Na strani odašiljača, prvo ako su podaci analogni, šalju se koderu ili pretvaračkom krugu koji analogni signal pretvara u digitalne impulse od 0,1,0,1… (ovisno o tome kakvi su podaci) i prolaze kroz krug odašiljača izvora svjetlosti. A ako je ulaz digitalni, on se izravno šalje kroz krug odašiljača izvora svjetlosti koji pretvara signal u obliku svjetlosnih valova.
Optički kabel:
Svjetlosni valovi primljeni iz kruga odašiljača u optički kabel sada se prenose s mjesta izvora na odredište i primaju na prijemnom bloku.
Strana prijemnika:
Sada na strani prijemnika fotoćelija, također poznata kao detektor svjetlosti, prima svjetlosne valove od kabela optičkih vlakana, pojačava ih pomoću pojačala i pretvara u odgovarajući digitalni signal. Ako je izlazni izvor digitalni, signal se dalje ne mijenja, a ako izlaznom izvoru treba analogni signal, tada se digitalni impulsi pretvaraju natrag u analogni signal pomoću sklopa dekodera.
Čitav postupak prijenosa električnog signala s jedne točke na drugu pretvarajući ga u svjetlost i koristeći optički kabel kao izvor prijenosa poznat je kao optička vlakna komunikacija.
Zašto se koristi vlakno?
Vlaknaste žice zamijenile su bakrenu žicu kao prijenosni kabel jer ima više prednosti od električnih kabela.
- Veliki prijenosni kapacitet : Jedno silicijevo vlakno može nositi stotine tisuća telefonskih kanala, koristeći samo mali dio teoretskog kapaciteta.
- Mali gubici : Izgubi se otprilike 0,2 dB / km signala za moderna jednosmjerna silicijeva vlakna, tako da se deseci kilometara mogu premostiti bez pojačavanja signala.
- Jednostavno pojačanje : Veliki broj kanala može se pojačati u jednom svjetlovodnom pojačalu ako je potrebno za vrlo velike udaljenosti prijenosa.
- Niska cijena : Zbog velike brzine prijenosa koja može biti postignuta, cijena po prevezenom bitu može biti izuzetno niska.
- Mala težina: U usporedbi s električnim kabelima, optički kabeli vrlo su lagani.
- Nema smetnji: Optički kabeli imuni su na probleme koji se javljaju s električnim kabelima, poput petlji uzemljenja ili elektromagnetskih smetnji (EMI).
Razlozi jasno objašnjavaju da su svjetlovodni kabeli mnogo bolji od koaksijalnih bakrenih kabela i zato su optički kablovi bolji od uobičajenih prijenosnih medija.
Zašto svjetlost, a ne struja?
Svjetlo ili lasersko svjetlo (točnije) koristi se za komunikaciju optičkim vlaknima iz razloga što je lasersko svjetlo izvor svjetlosti s jednom valnom duljinom. Dok ostali svjetlosni signali poput sunčeve svjetlosti ili žarulje imaju mnogo valnih duljina svjetlosti i kao rezultat toga, ako se koriste za komunikaciju, proizvest će snop koji je vrlo slabiji, a s druge strane, laser koji ima jedan snop rezultirao bi snažnija zraka kao izlaz.
Dakle, manje disperzije, prijenos većeg broja signala i trošenje manje vremena čini svjetlost dobrim izvorom za komunikaciju.
Karakteristike optičke komunikacije
U komunikaciji optičkim vlaknima svjetlost se koristi kao signal koji se prenosi unutar kabela optičkih vlakana. Ovaj način komunikacije ima značajke o kojima je važno raspraviti i čini ga dobrim načinom komunikacije.
- Propusnost - Jedna laserska disperzija svjetlosti znači da se može prenositi dobra količina signala (podaci se prenose u bitovima) u sekundi što rezultira velikom širinom pojasa na velikim udaljenostima.
- Manji promjer - promjer optičkog kabela je promjera oko 300 mikrometara.
- Lagan - Optički kabel je lagan u usporedbi s bakrenim kabelom.
- Prijenos signala na velike udaljenosti - Budući da se lasersko svjetlo ne raspršuje, može se lako prenijeti na velike udaljenosti.
- Nisko slabljenje - Vlakno je izrađeno od stakla i laser kroz njega putuje, a signal koji se prenosi ima samo 0,2 dB / km gubitka.
- Sigurnost prijenosa - Optička enkripcija i odsutnost elektromagnetskog signala čine podatke sigurnima preko optičkih vlakana.
Primjene optičkih vlakana
Komunikacija optičkim vlaknima uglavnom se koristi u telekomunikacijskoj industriji koja koristi optička vlakna za:
- Prijenos telefonskih signala.
- Internet komunikacija.
- Prijenos signala kabelske televizije.
Osim toga, optička vlakna danas se koriste svugdje u domovima, industrijama, uredima kako za velike udaljenosti tako i za komunikaciju na malim udaljenostima.
Utjecaj opotičnih vlakana na IoT (Internet stvari)
Komunikacija optičke vlakne imat će velik utjecaj na IOT i ove stvari će vam objasniti kako će IOT zahtijevati optičku optiku.
- Mediji za brzi prijenos - Budućnost će biti IOT i svi će naši uređaji i stvari biti povezani s internetom, koji treba dobru komunikaciju i veliku brzinu. Jedini prijenosni medij koji podržava takav zahtjev su optička vlakna. Budućnost treba IOT i IOT trebaju optička vlakna za najbolju komunikaciju koja bi mogla pomoći postići brzinu bežičnog prenosa podataka do 100 Gbps, čineći komunikaciju i prijenos podataka velike veličine u sekundi.
- Sigurnost podataka - Sigurnost u IoT-u glavna je briga kada razmišljamo o velikoj količini podataka koji se prenose između milijardi uređaja povezanih zajedno. Hakiranje podataka s komunikacijskih medija moguće je osim ako se radi o optičkim vlaknima. Optička vlakna vrlo je teško hakirati, a hakiranje bez otkrivanja gotovo je nemoguće. Opet, optičko vlakno može pomoći u zaštiti podataka i njihovom prijenosu vrlo velikom brzinom.
- Nema gubitka podataka zbog smetnji - Kabeli s optičkim vlaknima mogu se instalirati bilo gdje (čak i pod vodom ili na područjima s visokim temperaturama) i nemaju nikakvih elektromagnetskih smetnji što rezultira gubitkom podataka zbog smetnji.