Optik tolali o’zgartirgchlarni tanlash usullari
Reja:
1. Optik tolali optika
2. Optik tolali texnologiya haqida
3. Optik tolalar turlari va ularning tavsifi
4. Xulosa
Optik tolali optika —yorug‘lik uzatgichlarda yorug‘lik va
ma’lumotlarning tarqalishini o‘rganuvchi optika bo‘limi (
yorug'lik tolalari) optik diapazonda. Tola optikasi
20-asrning 50-yillarida yaratilgan boʻlib, 70-yillarning
boshlarida
spektrning koʻrinadigan va infraqizil sohalarida soʻnish
koeffitsienti 20 dBG`km dan kam.
U kvarts oynasini olish bilan tez rivojlana boshladi. Yengil
tola
silindrsimon shisha yoki turli
sindirish ko'rsatkichlariga ega bo'lgan plastik yadro va uni
o'rab turgan qobiqdan iborat. Yadroning sindirish
ko'rsatkichi qobiqnikidan katta bo'lganligi sababli,
ularning chegarasida yorug'likning to'liq ichki qaytishi
hodisasi sodir bo'ladi va yadroga yuborilgan yorug'lik
tashqariga chiqmasdan yadro ichida tarqaladi. Hyp tola
yadrosining diametri bir necha
mikrondan yuzlab mikrongacha, qobig'ining qalinligi esa
o'nlab mikrondan yuz ming mikrongacha o'zgarishi mumkin .
Optik tolalar sohasida olib borilgan tadqiqotlar optik tolalarning
keng doirasiga kiradi
optik aloqada foydalanishga olib keldi. Bugungi kunda
an'anaviy simli aloqa kabellari o'rniga Osiyo va Evropa
mamlakatlarini Amerika qit'asi bilan
yuqori ma'lumotlarni uzatish qobiliyatiga ega optik tolali
kabellar bog'laydi . Optik tasvir ma'lum bir tartibda
joylashtirilgan yorug'lik tolalari to'plami orqali uzatiladi .
Stakdagi tolalar soni bir necha ming yoki hatto millionlab.
tutqich uchlari maxsus ishlov beriladi. Optik tolali stack
tibbiyotda
va boshqa sohalarda inson zarralarining yuqori chastotasini
(izini) qayd etish uchun keng qo'llaniladi
.
Optik tolalar uchun optik tolalar shisha yoki plastmassadan
tayyorlanadi
yorug'likning umumiy ifoda printsipidan foydalanadigan
yorug'lik o'tkazuvchi vositalardir. Optik tolani Gonkong Xitoy
universitetining sobiq prezidenti ixtiro qilgan. Sof tola plastik
qopqoq bilan o'ralgan bo'lib, uni buzmasdan egilish imkonini
beradi. Umuman olganda, optik tolaning bir uchida joylashgan
yoritish moslamasi optik tolaga yorug'lik impulsini yuborish
uchun yorug'lik chiqaradigan diyot (LED, LED) yoki lazer
nuridan va optik tolaning boshqa uchida qabul qiluvchi
qurilmadan foydalanadi. sezgir elementni aniqlaydigan pulsni
aniqlaydi. Kundalik hayotda optik tola sifatida ishlatiladi uzoq
masofali ma'lumot uzatish , chunki optik tolaning uzatilishining
yo'qolishi elektr simida elektr yo'qotilishidan ancha past bo'ladi.
Yorug'lik
elektromagnit
to'lqindir.To'lqin
uzunligi
diapazonining ko'rinadigan yorug'lik qismi: 760nm infraqizil
nurdan 390 ~ 760nm (nano), ultrabinafsha nurlar uchun 390nm
dan kamroq ilovalar: 850nm, 1310, 1550 uchta. 2. Ko'zgu, aks
ettirish va yorug'likning umumiy tavsifi. Turli materiallarda
yorug'likning tarqalish tezligi har xil, chunki agar yorug'lik bir
materialdan ikkinchisiga chiqsa, ikki material o'rtasidagi
interferentsiyada sinishi va aks etishi paydo bo'ladi. Bundan
tashqari, yoritilgan nurning burchagi tushayotgan yorug'lik
burchagi bilan o'zgaradi. Hodisa burchagi burchagi ma'lum bir
burchakka yetganda yoki undan oshib ketganda, nur yo'qoladi va
tushayotgan chiroqlar aks etadi. Ushbu yorug'likning umumiy
tavsifi. Turli xil materiallar har xil Yorug'lik yorug'likning turli
to'lqin uzunliklari uchun turli xil sinishi burchaklariga ega (ya'ni,
turli materiallar yorug'likning turli to'lqin uzunliklariga ega) va
bir xil material turli to'lqin uzunliklari uchun turli xil sinishi
burchaklariga ega. Optik tolali aloqa yuqoridagi tamoyillarga
asoslanadi.
Elyaf tarkibi:
Fiberglas tolasi odatda uchta qatlamga bo'linadi: markaziy
yuqori indeksli shisha yadro (yadro diametri odatda 50 yoki 62,5
millimetr), past sinishi indeksli silika shishasining o'rta qatlami
(diametri odatda 125 mm), eng kuchli qobiq qatlami qoplama.
raqamli diafragma:
Nurning oxirgi yuzidagi yorug'lik hodisasi nurni to'liq
kengaytira olmaydi, faqat yorug'lik nurini ma'lum bir burchak
atrofida. Bu burchak tolanning son masofasi deyiladi. Keng
diapazonli tolalar optik tolalarni ulash uchun foydalidir. Turli
ishlab chiqaruvchilar tomonidan ishlab chiqarilgan tolalar
assortimenti har xil (AT & T CORNING).
tola turi:
Optik tolalarning ko'p turlari mavjud va talab qilinadigan
funktsiyalar va ishlash dasturga qarab o'zgaradi. Shu bilan birga,
kabel televideniesi va aloqa uchun optik tolalarni ishlab chiqish
va ishlab chiqarish printsipi asosan bir xil: 1 kam yo'qotish; 2alohida tarmoqli kengligi va kichik dispersiyaga ega; 3 ta oson
kabel ; 4 oson o'rnatish; 5 yuqori ishonchlilik; 6 ishlab chiqarishni
taqqoslash oddiy; 7 arzon va shunga o'xshash. Optik tolalarni
tasniflash asosan ish to'lqin uzunligi, sinishi indeksining
taqsimlanishi, uzatish rejimi, xom ashyo va ishlab chiqarish
usullariga asoslanadi. Turli tasniflarga misollar quyida
keltirilgan.
(1) Ishlaydigan to'lqin uzunligi: UV tolasi, ko'rinadigan tola,
infraqizil infraqizil, infraqizil tola (0,85 mm, 1,3 mm, 1,55 mm).
(2) Sinishi indeksining taqsimlanishi: qadam (SI) indeksi, yaqin
qadam indeksi, gradient (GI) indeksi va boshqalar (uchburchak,
V, Tushkun va boshqalar). (3) Etkazish rejimi: bitta rejimli tola
(polarizatsiyani saqlaydigan tola, polarizatsiyasiz saqlovchi
tolalar), multimodli tolalar. (4) Xom ashyo: kvarts tolasi, ko'p
komponentli shisha tolasi, plastmassa tolasi, kompozit tolalar
(plastmassa bilan qoplangan, suyuq tolali yadro va boshqalar),
infraqizil materiallar va boshqalar. Ro'mol materiallari,
noorganik materiallar, uglerod va boshqalar. , metall buyumlar
(mis, nikel va boshqalar) va plastmassalar. (5) ishlab chiqarish
usullari: bug 'fazasi eksenel yotqizish (VAD), kimyoviy bug'larni
joylashtirish (CVD) va boshqalar, simli chizish usuli.
Raqamli axborot "kodlangan" yoki yorug'lik impulslariga
uzatiladi
yorug'lik tezligida (sekundiga 186 000 milya) harakat qiladi.
Belgilangan joyga etib kelganida, dekoder yorug'lik
ma'lumotlarini tasvir va audioga aylantiradi.
Optik tolali kabel
Optik tolali kabellar quyidagi tarkibiy qismlardan iborat:
Yadro - shaffof plastik yoki shisha
Birlashma - yadro atrofidagi shisha qoplama , u nurni
yadroga qaytarish uchun oyna vazifasini bajaradi. Bu umumiy
ichki oyna deb ataladi
Bufer qoplamasi - tolani olib tashlaydi va himoya qiladi
Aramid ipning mustahkamligi elementi - kabel ichidagi
optik tolalar orqali ma'lumotlarni uzatishning yaxlitligini
mustahkamlaydi.
Himoya tashqi ko'ylagi - Extruded PVX keng tarqalgan
Optik kabellarning turlari
Kabelning ikkita asosiy turi mavjud. Simpleks va dupleks.
Kabelning ikkala turi
ham kiritilgan: Singlemode va Multimode. Yagona rejimli
pult
multimodli kabellar va qisqa kabellar uchun mo'ljallangan.
Optik tolali qurilmalar va sinov uskunalari
Har bir tolonni o'rnatishni yakunlash uchun maxsus asboblar
va jihozlar talab qilinadi. FOCC Fusion Splicers-dan test
to'plamlarini sinab ko'rish uchun quyidagi optik tolali asboblar va
uskunalarni taklif qiladi.
Optik kabel dizayni
Kabel dizaynining ikkita asosiy turi mavjud. Ular: bo'sh
trubka (odatda "OSP" zavod qurilmalaridan tashqarida
ishlatiladi) va Tight Buffered (odatda ichki o'rnatish uchun
ishlatiladi).
Bo'shashgan quvurli tolali kabel quyidagilardan iborat:
(o'ngdagi rasmda ko'rsatilgan)
250 mkm qoplangan tolalar
Ushbu tolalarni ushlab turadigan bir yoki bir nechta bo'sh
naychalar
Namlikni ushlab turish va tolalar harakatini himoya qilish
uchun jel-plomba
Markaziy hokimiyat a'zosi
Aramid ip mustahkamligi elementi
Tashqi ko'ylagi
Qattiq buferli tolali kabel (chapdagi rasmda ko'rsatilgan)
quyidagilardan iborat:
900 mk bufer atrofida 250 mk tolasi
Markaziy Qurolli Kuchlar a'zosi
Aramid ip mustahkamligi elementi
Tashqi ko'ylagi
Optik tolali ajratgichlar
Optik tolali splitter yorug'lik signallarini birlashtiradi va
ularni bir yoki bir nechta chiqishlarga ajratadi. FOCC
ajratgichlari elektromagnit parazitlarga (EMI) qarshilik
ko'rsatadi, quvvat sarflamaydi va tizim dizayniga shovqin
qo'shmaydi. FOCC splitterlari maxsus tolalar uzunligi va har
qanday ulagich turlarida ishlab chiqarilishi mumkin.
Optik signallarni qabul qilishning bu usuli to'g'ridan-to'g'ri
fotodetektor usuli deb ataladi. Hozirgi vaqtda raqamli uzatish
tizimlari (RUT) optik aloqaning oxirgi qurilmalari sifatida
qo'llaniladi. RUT analog uzatish tizimlariga nisbatan quyidagi
afzalliklarga ega bo'lgani uchun: shovqinga chidamlilik, signal
uzatishning yuqori sifati liniya trakti uzunligiga kamroq bog'liq,
yuqori texnik va iqtisodiy ko'rsatkichlar va boshqalar. Kanallari
chastotaga bo'lingan analog uzatish tizimlarining bir qancha
kamchiliklari tufayli optik aloqada ulardan foydalanish
cheklangan. Optik tolali aloqa tizimlari vazifasi va signal uzatish
masofasiga ko‘ra avtomobil yo‘li, tuman, mahalliy-shahar va
qishloq aloqa tizimlariga bo‘linadi. Magistral optik tolali aloqa
tizimlari signallarni 1000 km gacha, zonali optik tolali aloqa
tizimlari 600 km gacha signallarni uzatadi. km ga uzatish , shahar
optik tolali aloqa tizimlari shahar telefon tarmog'ini
birlashtiruvchi liniyalarni birlashtirishga xizmat qiladi. Bu
chastota bo'yicha zichlash usulining afzalligi, signallarni bu qabul
qilish hisobiga regeneratsiya uchastkasining uzunligi 200 km
gacha uzaytiriladi va optik tolali uzatish quvvatidan foydalanish
koeffitsienti ortadi. Optik toladan foydalanish nisbatini
oshirishning istiqbolli usullaridan biri spektral (to'lqin uzunligi)
zichlashtirishdir. Bunda turli chastotali signallarni va raqamli,
analogli va turli modulyatsiyalarni (telefon, televizor,
telemetriya, EXM boshqaruv signallari) uzatish imkoniyatlari
kengaytiriladi. Bu ham tejamkor ko'p funksiyali aloqa tizimlarini
tashkil qilishni ta'minlaydi[10]. Ushbu usulning eng muhim
afzalliklaridan biri optik tolaning spektral uzatish diapazonidan
to'liq foydalanishdir. Hozirgi vaqtda 0,8...1,8 mkm diapazoni
o'rganilgan. Agarda spektral kanalning kengligi 10 nm bo'lsa,
To'lqin uzunligiga nisbatan yadro diametriga qarab, optik
tolalar bir modali va ko'p modali bo'linadi [11,12]. Bir rejimli
optik tolalarda yadro diametri odatda 7-10 mkm, ko'p rejimli
optik tolalarda esa 50-62,5 mkm (1.2-rasm, b). Ikkala turda
qobiqning diametri 125 mkm.
Yorug'likning juda yuqori tarqalish tezligi (3 I0 8 m/s), to'g'ri
chiziq tarqalishi va boshqa xossalari tufayli aloqaning, ayniqsa
optik aloqaning (OA) insoniyat taraqqiyotidagi o'rni juda katta.
Axborotni uzatish uchun yorug'likdan foydalanish uzoq tarixga
ega. Dengizchilar ma'lumot uzatish uchun signal lampalaridan
foydalanganlar va dengiz chiroqlari ko'p asrlar davomida
dengizchilarni xavf haqida ogohlantirgan. 18-asrning 90-yillarida
IP Kulibin (Rossiya) va K. Shapp (Fransiya) mustaqil ravishda
optik telegrafni ixtiro qildilar. Ushbu optik telegraf quyosh
nurlarini nometall yordamida aks ettirish asosida ishlagan.
Ma'lumotni kompyuterga uzatishda yorug'lik qulayligini
tushungan amerikalik ixtirochi Aleksandr Grem Bell 1882 yilda
fokuslangan quyosh nuridan foydalangan. U Vashingtondagi
ikkita bino o'rtasida optik telefon (fotofon) aloqasini o'rnatdi. U
o'z qurilmasi yordamida yorug'lik orqali ovozni 200 metr
masofaga uzatdi. Ushbu tizimlar atmosfera orqali uzatishni
ta'minlaydi. Ochiq muhitda ma'lumot uzatish yaxshi ishlamadi.
Shu tufayli atmosferadagi harorat,Havo oqimi , chang , tuman va
chang doimiy ravishda o'zgarib turadiganligi sababli, ochiq havo
yorug'lik o'tkazish uchun vosita sifatida ishlashga yaroqsiz va bu
muammoni hal qilish - yorug'lik uzatgichlari orqali ma'lumot
uzatish g'oyasi olimlar tomonidan kashf etilgan. 20-asrning 60yillarida. Bu g‘oya yaratilgunga qadar olimlar bu borada tinimsiz
ilmiy izlanishlar olib bordilar.
Amalda, ko'p rejimli va bitta rejimli optik tolali
diametrlarning boshqa qiymatlari mavjud. Bir rejimli optik tola
orqali faqat bitta rejim (charchoq tashuvchisi) tarqaladi. Ko'p
rejimli optik toladan bir vaqtning o'zida diafragma burchagi
ichida turli burchaklarda tolaga kiradigan bir necha yuzlab ruxsat
etilgan rejimlarni uzatish mumkin. Barcha ruxsat etilgan rejimlar
turli tarqalish yo'llari va vaqtlariga ega. Bosqichli sindirish
ko'rsatkichli ko'p rejimli optik tolalar ikki muhit chegarasida
sinishi indeksining keskin (pog'onali) o'zgarishi (n1 dan n2
gacha) bilan tavsiflanadi.
Bosqichli sinishi indeksli optik tolalar uzatish tarmoqli
kengligini cheklaydi, lekin gradient sinishi indeksli optik
tolalarga qaraganda arzonroqdir. Yagona rejimli optik tolalar
rejimlararo dispersiyaga ega emas, shuning uchun ular yuqori
o'tkazuvchanlikka ega. Biroq, kengaytirgich qismida ancha
qimmat bo'lgan lazerli diodlardan foydalanish kerak.
Dispersiya optik tolada signal uzatish sifatiga ta'sir qiluvchi
eng muhim omillardan biridir. Dispersiya - bu yorug'lik
impulslarining uchlarining kengayishi, ya'ni impulslarning
kengayishi. Impulslar kengayadi va bir-birini bekor qiladi,
ramzlararo buzilishlar yuzaga keladi va impulslar ketmaketligidan kengaytirilgan foydali ma'lumotni qabul qilish vaqtida
ajratib bo'lmaydi. Dispersiya uzatish qobiliyatini pasaytiradi va
optik tizimlarning ishlash tezligini cheklaydi.Dispersiya odatda
bir kilometr bilan o'lchanadi va ps/km bilan o'lchanmaydi.