Šķiedru optika ir bijusi viens no galvenajiem mūsdienu sakaru pīlāriem. Tam ir liela sakaru jauda un liels pārraides attālums. Tā priekšrocība ir arī ļoti jutīga un imūna pret elektromagnētiskiem traucējumiem. Tik, kā tieši optiskās šķiedras pārraida optiskos signālus?
Elektrisko signālu pārvēršana optiskajos signālos
Optiskā šķiedra ir nesējs optiskā signāla pārraide. Un optiskie signāli tiek pārveidoti no elektriskiem signāliem. Ierīci, kas var realizēt elektrisko un optisko pārveidošanu, sauc par optisko raidītāju. Optisko šķiedru sistēmā, optiskais raidītājs ir optiskās šķiedras līnijas signāla sākumpunkts.
Gaismas impulsa signālu ģenerē gaismas diode vai injicēts lāzers. Caur objektīvu, gaismas impulsa signāls tiek koncentrēts šķiedras vidē, lai gaismas impulss tiktu pārraidīts pa līniju šķiedras vidē.
Optisko šķiedru signālu pārraide
Optisko signālu pārraide (optiskā signāla pārraide) tiek panākts pēc pilnīgas gaismas atstarošanas principa. Kad krišanas leņķis pārsniedz kritisko leņķi, gaismas impulss viegli pārvietojas pa optiskās šķiedras līniju caur gaismas atstarošanu.
Gan stikla serdei, gan stikla apšuvumam ir raksturīga īpašība, proti, refrakcijas indekss. Šis ir pamatparametrs, kas mēra gaismas izplatīšanās ātrumu caur objektu. Lai sistēma darbotos pareizi, apšuvumam jābūt ar nedaudz mazāku refrakcijas koeficientu nekā serdenim. Tas nozīmē, ka gaisma var pārvietoties cauri šķiedrai zāģa zoba ceļā.
Optisko signālu pārvēršana elektriskos signālos
Pēc optiskā signāla pārsūtīšanas uz otru sistēmas galu, izmantojot optisko šķiedru, optiskais signāls ir jāpārvērš elektriskajā signālā. Tikai pēc tam var izmantot dažādas tīkla ierīces. Ierīce, kas var veikt šo funkciju, ir optiskais uztvērējs.
Optiskā uztvērēja galvenā sastāvdaļa ir fotodetektors. Fotodetektora vissvarīgākā daļa ir fotodiode. Tas izmanto fotoelektriskais efekts pusvadītāju, lai gaismas signālu samazinātu līdz elektriskam signālam. Pēc tam elektriskais signāls tiek pastiprināts un kvalificētais elektriskais signāls tiek izvadīts, izmantojot citu apstrādi. Šis process ļauj atjaunot elektriskos signālus būtībā bez vājināšanās.
Interneta laikmetā, optiskie signāli ir būtisks informācijas pārraides veids. Informācija, kas tiek nosūtīta parastajā saziņā, izmantojot mobilos tālruņus un datorus, ir elektrisku signālu veidā.
Ar pamata optisko sakaru sistēmu, ķēde, kas sastāv no optiskā raidītāja, optiskais uztvērējs, un var izveidot optisko šķiedru. Optiskie atkārtotāji, optisko šķiedru pastiprinātājus un viļņu garuma dalīšanas multipleksus izmanto arī, lai nodrošinātu signāla pārraidi lielos attālumos (tālsatiksmes signālu pārraide) kvalitāti un palielināt pārraides joslas platumu.
