КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Електричний сигнал електричний сигнал
Рис.1.1. Принципова схема ВОЛЗ
Електронно-оптичний перетворювач разом із пристроєм узгодження називають квантово-електронним передаючим модулем (ПерКЕМ). Квантово-електронний перетворювач разом з пристроєм узгодження називають приймаючим квантово-електронним модулем (ПриКЕМ). В якості випромінювачів у ВОЛЗ використовують: - інжекційні світлодіоди (СД), - лазерні інжекційні світлодіоди (ЛСД). Випромінювання у світлодіодах утворюється за рахунок рекомбінації електронів і дірок на гетеропереходах (теорія гетероперехідів розроблена Жоресом Алфьоровим (Росія), який у 2000 році отримав за це Нобелівську премію). Для виготовлення гетеропереходів використовують напівпровідникові матеріали типу АIII ВV (А3 В5) з домішками: - елементів IV групи таблиці Менделєєва для отримання n-провідності, - елементів II групи для отримання p-провідності. Найбільш широко застосовуються арсеніди і фосфіди галію, індію і алюмінію: - бінарні (Ga As), - трьохкомпонентні (AlxGa1-xAs, GaAsxSb1-x), - чотирьохкомпонентні (GaxIn1-xAsyP1-y). В залежності від довжини хвилі випромінювання джерела для ВОЛЗ поділяють на: - короткохвильові (працюють в області l=0.8 ¸ 0.9 мкм), - довгохвильові (l=1.2 ¸1.7 мкм). Ширина спектру, яка визначається напівшириною кривої випромінювання, сягає: - у СД – Δλ = 20÷200 нм, - у ЛСД – Δλ = 1÷2 нм; а кут розбіжності випромінювання: - у СД θ = 60÷80º, - у ЛСД θ = 10º; Для короткохвильового діапазону, як правило, використовують структури AlGaAs / GaAs – підкладинка, а для довгохвильового - GaInAsP. В якості приймачів випромінювання для ВОЛЗ використовують - для короткохвильового діапазону p-i-n фотодіоди і лавинні фотодіоди на основі кремнію, - для довгохвильового діапазону лавинні фотодіоди на основі германію i p-i-n фотодіоди на основі гетероструктур А111 ВV. Найбільше поширення у ВОЛЗ набули багатомодові волоконні світловоди (СВ) із сердцевинаом з кварцового скла і оболонкою з кварцового скла або полімеру. Одномодові СВ застосовують в системах: 1) де необхідна велика ширина cмуги пропускання, 2) де необхідна велика швидкість передачі даних, 3) де використовується фазова модуляція світла. Затухання у скляних багатомодових СВ діапазона 0.8 – 0.9 мкм складає ~ 3–4 дБ/км, а діапазона 1.3–1.6 мкм ~ 0.5–1 дБ/км. У одномодових довгохвильових СВ (l=1.3-1.6 мкм) затухання складає 0.2–0.35 дБ/км. Найменші втрати для чистого кварцового скла приходяться на λ=1.55 мкм і складають ~ 0.14 – 0.16 дБ/км (менше ніж 1% на 1км). Для порівняння затухання на λ=1мкм у атмосфері складає ~ 100 дБ/км (тобто на віддалі в 1км сигнал спадає в ~ 109 разів) За теоретичними розрахунками втрати можуть сягати 0.0001 дБ/км [1]. ВОЛЗ мають ряд дуже потужних переваг у порівнянні з традиційними видами зв’язку (радіозв‘язок, телефонний зв‘язок): • Широкосмуговість. Широкосмуговість оптичних сигналів, обумовлена надзвичайно високою несучою частотою. Наприклад у радіозв’язку використовуються частоти несучої ~ 106÷109 Гц, а оптичні частоти мають несучу ~ 1013÷1014 Гц. Це означає, що смуга збільшується ~ 104÷106 разів. • Це означає, що по ВОЛЗ можна передавати інформацію зі швидкістю порядку 1,2 млрд. біт даних у секунду. • Дуже мале загасання. Дуже мале загасання (0, 2-0,3 дБ на довжині хвилі 1,55 мкм в розрахунку на один кілометр) світлового сигналу у волокні, що дозволяє будувати ВОЛЗ довжиною до 100 км і більше без ретрансляції (підсилення) сигналів. • Стійкість до електромагнітних перешкод. Стійкість ВОЛЗ до електромагнітних перешкод з боку навколишніх мідних кабельних систем, електричного устаткування (лінії електропередач, електродвигунні установки тощо) і погодних умов. • Захист від несанкціонованого доступу. Інформацію, що передається по волоконно-оптичних лініях зв'язку, практично не можна перехопити неруйнуючим способом. • Електробезпечність. Через відсутність іскроутворення оптичне волокно підвищує вибухо- і пожаробезпечність мережі, що особливо актуально на хімічних, нафтопереробних підприємствах, при обслуговуванні технологічних процесів підвищеного ризику. • Мала вага й об'єм. Волоконно-оптичні кабелі мають меншу вагу й об'єм у порівнянні з мідними кабелями з розрахунку на ту саму пропускну здатність. Наприклад, 900-парний телефонний кабель діаметром 7,5 см, може бути замінений одним волокном з діаметром 0,1 см. Якщо волокно "одягти" у безліч захисних оболонок і покрити сталевою стрічковою бронею, його діаметр буде 1,5 см, що в кілька разів менше розглянутого телефонного кабелю. • Невисока вартість. • Термостійкість. Температура плавлення кварцу, з якого зроблено волокно сягає 1713—1728°С. • Довговічність.
Недоліки ВОЛЗ: • Відносно висока вартість зварювання оптичних волокон. Для цього потрібно прецизійне, а тому дороге, технологічне устаткування. Як наслідок, при обриві оптичного кабелю витрати на відновлення ВОЛЗ вище, ніж при роботі з мідними кабелями. • Відносно висока вартість активних елементів ВОЛЗ, що
Дата добавления: 2014-01-11; Просмотров: 1013; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |