Tolali optika

II BOB. TOLALI OPTIK TARMOQLARI

2.1. Optik aloqa tarmoqlarining turlari

Zamonaviy optik-tolali aloqa tizimlari odatda elektr signalini optik tolali orqali yuborish uchun optik signalga aylantirish uchun optik uzatgichni o'z ichiga oladi. kabel tarkibida er osti quvurlari va binolar orqali uzatiladigan bir nechta optik tolalar to'plami, ko'p turdagi kuchaytirgichlar va elektr signal sifatida signalni tiklash uchun optik qabul qiluvchi mavjud. Uzatiladigan ma'lumotlar odatda raqamli ma'lumotlar kompyuterlar tomonidan ishlab chiqariladi.

5- rasm. Transmitterlar

A GBIC moduli (bu erda qopqog'i olib tashlangan holda ko'rsatilgan), optik va elektr hisoblanadi qabul qilgich. Elektr ulagichi yuqori o'ngda, optik ulagichlar chap pastki qismida joylashgan
Singari yarimo'tkazgichli qurilmalar eng ko'p ishlatiladigan optik uzatgichlardir yorug'lik chiqaradigan diodlar (LED) va lazer diodlari. LED va lazer diodalari orasidagi farq shundaki, LEDlar ishlab chiqaradi mos kelmaydigan yorug'lik, lazer diodalari ishlab chiqaradi izchil yorug'lik. Optik aloqada foydalanish uchun yarimo'tkazgichli optik transmitterlar ixcham, samarali va ishonchli bo'lishi kerak, shu bilan to'lqin uzunligi optimal diapazonda ishlaydi va to'g'ridan-to'g'ri yuqori chastotalarda modulyatsiya qilinadi.
Oddiy shaklda, LED oldinga yo'naltirilgan p-n birikmasiorqali yorug'lik chiqaradi spontan emissiya, deb nomlangan hodisa elektroluminesans. Chiqadigan yorug'lik nisbatan keng spektral kengligi 30-60 nm bo'lganligi bilan bir-biriga mos kelmaydi. LED yorug'lik uzatish ham samarasiz, atigi 1%^{[iqtibos kerak]} oxir-oqibat kirish quvvati yoki taxminan 100 mikrovattga aylantirildi ishga tushirilgan quvvat optik tolaga ulangan. Biroq, nisbatan sodda dizayni tufayli LEDlar arzon dasturlar uchun juda foydali.
Aloqa LEDlari eng ko'p ishlab chiqarilgan Indium galliyum arsenidi fosfid (InGaAsP) yoki galyum arsenidi (GaAs). InGaAsP svetodiodlari GaAs LEDlariga qaraganda uzunroq to'lqin uzunligida (1,3 mikrometr va 0,81-0,87 mikrometrga nisbatan) ishlagani uchun ularning chiqish spektri, energiyaning ekvivalenti esa to'lqin uzunligi jihatidan taxminan 1,7 marta kengroq. LEDlarning katta spektrli kengligi tolaning yuqori darajada tarqalishiga ta'sir qiladi va ularning bit tezligi-masofa mahsulotini sezilarli darajada cheklaydi (umumiy foydalilik o'lchovi). LEDlar birinchi navbatda mos keladi mahalliy tarmoq bit tezligi 10-100 Mbit / s va uzatish masofalari bir necha kilometr bo'lgan ilovalar. Bir nechta ishlatadigan LEDlar ham ishlab chiqilgan kvant quduqlari keng spektrda turli xil to'lqin uzunliklarida yorug'lik chiqaradigan va hozirda mahalliy maydonda foydalanilmoqda WDM (To'lqin uzunligini taqsimlash bo'yicha multiplekslash) tarmoqlar.
Bugungi kunda LEDlar asosan almashtirildi VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) moslamalari, xuddi shunday narxda yaxshilangan tezlik, quvvat va spektral xususiyatlarni taklif etadi. Umumiy VCSEL qurilmalari ko'p rejimli tolaga juda mos keladi.
Yarimo'tkazgichli lazer orqali yorug'lik chiqadi stimulyatsiya qilingan emissiya yuqori chiqadigan quvvatga (~ 100 mVt) olib keladigan spontan emissiya emas, balki izchil yorug'lik tabiati bilan bog'liq boshqa afzalliklar. Lazerning chiqishi nisbatan yo'naltirilgan bo'lib, bitta rejimli tolaga ulanishning yuqori samaradorligini (~ 50%) ta'minlaydi. Dar spektral kenglik ham yuqori bit tezligiga imkon beradi, chunki u ta'sirini kamaytiradi xromatik dispersiya. Bundan tashqari, yarimo'tkazgich lazerlari qisqa bo'lgani uchun to'g'ridan-to'g'ri yuqori chastotalarda modulyatsiya qilinishi mumkin rekombinatsiya vaqti.
Optik optikada ishlatiladigan yarimo'tkazgichli lazer transmitterlarining keng qo'llaniladigan sinflariga quyidagilar kiradi VCSEL (Vertikal-bo'shliq sirtini chiqaradigan lazer), Fabry-Perot va DFB (Tarqatilgan Feed Feed).
Lazer diodalari ko'pincha to'g'ridan-to'g'ri modulyatsiya qilingan, ya'ni yorug'lik chiqishi to'g'ridan-to'g'ri qurilmaga qo'llaniladigan oqim tomonidan boshqariladi. Ma'lumotlarning juda yuqori tezligi yoki juda uzoq masofa uchun havolalar, lazer manbai ishlatilishi mumkin uzluksiz to'lqin, va tashqi qurilma tomonidan modulyatsiya qilingan yorug'lik, an optik modulyator, masalan elektr-absorbsiya modulyatori yoki Mach-Zehnder interferometri. Tashqi modulyatsiya lazerni yo'q qilish orqali erishish mumkin bo'lgan bog'lanish masofasini oshiradi chirillashkengaytiradigan chiziq kengligi to'g'ridan-to'g'ri modulyatsiyalangan lazerlarning tolasi tarkibidagi xromatik dispersiyasini oshiradi. Juda yuqori o'tkazuvchanlik samaradorligi uchun izchil modulyatsiya yordamida yorug'lik fazasini amplituda qo'shimcha ravishda o'zgartirish mumkin, bu esa foydalanishga imkon beradi. QPSK, QAMva OFDM.
A qabulqilgich - buuzatgichvaqabulqiluvchinibittakorpusdabirlashtirganqurilma (o'ngdagirasmgaqarang).
Optik tolalar so'nggi paytlarda texnologiyaning yutuqlarini ko'rmoqda. "Ikkita polarizatsiya kvadrati fazasini almashtirish klavishi - bu bir xil tezlikda an'anaviy optik uzatmalarga qaraganda to'rt baravar ko'p ma'lumotlarni samarali ravishda yuboradigan modulyatsiya formatidir." ^[20]