Thực đơn
trang chủWindows 7

Thiết bị truyền tín hiệu video qua cáp quang. Đặc điểm và giao thức truyền dẫn cáp quang

Việc truyền tín hiệu qua cáp quang ngày càng trở nên dễ tiếp cận hơn nhờ các thiết bị chuyển đổi tín hiệu âm thanh/video mới trong chương trình cung cấp PROSOFT

Truyền dữ liệu qua cáp quang được sử dụng nếu tín hiệu video cần được truyền qua khoảng cách đặc biệt dài. Khi truyền dữ liệu qua đường truyền quang, vấn đề nhiễu điện từ bên ngoài và chênh lệch điện thế được giải quyết triệt để, giúp cải thiện đáng kể chất lượng tín hiệu thu được.

Do đó, việc truyền tín hiệu âm thanh/video qua quang học có những ưu điểm gần như giống nhau. Chúng bao gồm những khoảng cách đáng kể để có thể truyền dữ liệu (ví dụ: đối với tín hiệu DVI - lên đến 5 km), chi phí thấp của các thiết bị truyền tín hiệu AV qua cáp quang, v.v. Nhược điểm của phương pháp này bao gồm chi phí cao cáp quang so với cáp xoắn đôi.

Khi đặt cáp quang, điều rất quan trọng là tránh bị xoắn sợi. Bản thân sợi quang khá mỏng manh và trong trường hợp bị uốn cong mạnh, sợi có thể bị đứt hoặc bị đục do xuất hiện các vết nứt nhỏ. Tất cả điều này có thể làm giảm đáng kể thông lượng mạng hoặc thậm chí dẫn đến việc ngừng truyền dữ liệu do thiếu tín hiệu.

Công nghệ truyền dẫn cáp quang

Việc truyền tín hiệu âm thanh/video qua đường truyền cáp quang được tổ chức khá đơn giản - tín hiệu truyền từ nguồn được đưa đến bộ chuyển đổi tín hiệu điện sang quang, sau đó được truyền qua cáp quang. Một bộ chuyển đổi nghịch đảo từ tín hiệu quang sang tín hiệu điện được lắp đặt ở phía máy thu, được đưa đến thiết bị hiển thị để thu được chất lượng tín hiệu cao nhất.
Việc truyền dữ liệu qua cáp quang được thực hiện bằng cách sử dụng các thiết bị hoạt động với cáp quang đơn chế độ hoặc đa chế độ (tùy theo sửa đổi) và có mức suy hao cực thấp trên khoảng cách xa.

Truyền tín hiệu bằng các thiết bị đặc biệt

PROSOFT cung cấp cho đối tác các giải pháp cần thiết để truyền tín hiệu âm thanh/video qua cáp quang. Những phát triển tiên tiến của công ty cho phép các nhà lắp đặt và tích hợp tạo ra các đường truyền tín hiệu số có độ dài khác nhau bằng cách sử dụng các thiết bị chuyển đổi tín hiệu âm thanh/video đặc biệt.

Các thiết bị truyền dữ liệu quang hỗ trợ công nghệ EDID và HDCP. Vì vậy, không có vấn đề gì khi kết nối các thiết bị này với các nguồn tín hiệu và thiết bị hiển thị thông tin.

Mỗi thiết bị như vậy đều đi kèm với một bộ đổi nguồn bên ngoài và theo quy luật, có kích thước nhỏ, cho phép sử dụng nó ở những nơi có khả năng tiếp cận hạn chế.
Nhiệt độ hoạt động: từ 0 đến +50C.

Phạm vi ứng dụng cũng khá rộng: từ các hệ thống doanh nghiệp nhỏ (chẳng hạn như phòng hội nghị và phòng họp), đến mạng Digital Signage khổng lồ, hệ thống giám sát video và bảo mật mở rộng. Tuy nhiên, điều đáng chú ý là phạm vi ứng dụng của mạng cáp quang rộng hơn nhiều.

Truyền tín hiệu AV bằng quang học cho đến nay là giải pháp kiên quyết nhất để truyền tín hiệu qua khoảng cách xa và siêu dài.

Hầu hết các kỹ thuật viên cáp quang đều nhận thức được sự khác biệt giữa cáp quang đa mode và cáp quang đơn mode. Nhưng không phải ai cũng được thông tin về đặc điểm của sợi quang và các giao thức truyền thông tin qua chúng. Bài viết cung cấp các mô tả về các đặc điểm cụ thể của cáp quang và giao thức truyền Ethernet, đôi khi gây ra những cách hiểu trái ngược nhau.

Đặc điểm của sợi quang

Có lẽ không có chuyên gia cáp nào làm việc với cáp quang mà không biết sự khác biệt giữa sợi đa mode và sợi đơn mode. Chúng tôi sẽ không lặp lại những sự thật phổ biến trong bài viết này. Chúng ta hãy tập trung vào các đặc tính cụ thể của sợi quang, đôi khi dẫn đến những cách giải thích trái ngược nhau.

Sợi quang cho phép tín hiệu truyền dữ liệu truyền dọc theo chúng, với điều kiện tín hiệu ánh sáng được đưa vào sợi quang ở một góc tạo ra phản xạ nội toàn phần tại giao diện giữa hai môi trường của hai loại thủy tinh có chiết suất khác nhau. Ở trung tâm của lõi có thủy tinh đặc biệt tinh khiết với chiết suất 1,5. Đường kính lõi dao động từ 8 đến 62,5 micron. Thủy tinh bao quanh lõi, được gọi là lớp bọc quang học, ít tạp chất hơn một chút và có chỉ số khúc xạ là 1,45. Tổng đường kính của lõi và vỏ dao động từ 125 đến 440 μm. Lớp phủ polymer được phủ lên lớp vỏ quang học để tăng cường sợi, ren bảo vệ và lớp vỏ bên ngoài.

Khi bức xạ quang học được đưa vào sợi quang, một chùm ánh sáng tới ở đầu sợi quang với một góc lớn hơn góc tới hạn sẽ truyền dọc theo bề mặt phân cách giữa hai môi trường trong sợi quang. Mỗi khi bức xạ chạm vào bề mặt vỏ bọc lõi, nó sẽ bị phản xạ trở lại sợi quang. Góc đầu vào của bức xạ quang vào sợi quang được xác định bởi góc đầu vào tối đa cho phép, gọi là khẩu độ số hoặc miệng vỏ sợi. Nếu bạn xoay góc này dọc theo trục của lõi, một hình nón sẽ được hình thành. Bất kỳ chùm bức xạ quang nào tới đầu sợi quang trong hình nón này sẽ được truyền đi xa hơn dọc theo sợi quang.

Ở bên trong lõi, bức xạ quang học bị phản xạ nhiều lần từ bề mặt tiếp xúc giữa hai môi trường trong suốt có chiết suất khác nhau. Nếu kích thước vật lý của lõi sợi quang lớn thì các tia sáng riêng lẻ sẽ được đưa vào sợi và sau đó bị phản xạ ở các góc khác nhau. Vì các tia năng lượng quang học được đưa vào sợi quang ở các góc khác nhau nên khoảng cách chúng truyền đi cũng sẽ khác nhau. Kết quả là chúng đến được phần nhận của sợi vào những thời điểm khác nhau. Tín hiệu quang dạng xung truyền qua sợi quang sẽ bị giãn nở so với tín hiệu được gửi đi, do đó chất lượng tín hiệu truyền qua sợi quang sẽ kém đi. Hiện tượng này được gọi là phân tán chế độ(DMD).

Một hiệu ứng khác cũng gây ra sự suy giảm tín hiệu truyền đi được gọi là Phân tán màu. Tán sắc màu là do các tia sáng có bước sóng khác nhau truyền dọc theo sợi quang với tốc độ khác nhau. Khi truyền một chuỗi xung ánh sáng qua sợi quang, chế độ và sự phân tán màu sắc cuối cùng có thể khiến chuỗi này hợp nhất thành một xung dài, gây nhiễu bit tín hiệu và mất dữ liệu được truyền.

Một đặc tính điển hình khác của sợi quang là sự suy giảm. Thủy tinh dùng để làm lõi sợi quang (OF) rất sạch nhưng vẫn chưa hoàn hảo. Kết quả là ánh sáng có thể bị vật liệu thủy tinh trong sợi quang hấp thụ. Các tổn thất tín hiệu quang khác trong sợi quang có thể bao gồm tán xạ và suy hao cũng như suy giảm do kết nối quang kém. Tổn thất trong mối nối sợi có thể do sự lệch tâm của lõi sợi hoặc mặt đầu sợi chưa được đánh bóng và làm sạch đúng cách.

Giao thức mạng cho truyền dẫn quang Ethernet

Hãy liệt kê các giao thức truyền Ethernet chính qua cáp quang đa mode và đơn mode.

10BASE-FL- Truyền Ethernet 10 Mbit/s qua cáp quang đa mode.

100BASE-SX- Truyền Ethernet 100 Mbit/s qua cáp quang đa mode ở bước sóng 850 nm. Khoảng cách truyền tối đa có thể lên tới 300 m. Có thể sử dụng khoảng cách truyền dài khi sử dụng TẮT chế độ đơn. Tương thích ngược với 10BASE-FL.

100BASE-FX- Truyền Ethernet 100 Mbit/s (Fast Ethernet) qua cáp quang đa mode ở bước sóng 1300 nm. Khoảng cách truyền tối đa lên tới 400 m đối với kết nối bán song công (có phát hiện xung đột) hoặc lên tới 2 km đối với kết nối song công hoàn toàn. Có thể sử dụng khoảng cách xa bằng cách sử dụng OF đơn chế độ. Không tương thích ngược với giao thức 10BASE-FL.

100BASE-BX- Truyền Ethernet 100 Mbit/s qua OB chế độ đơn. Không giống như giao thức 100BASE-FX sử dụng hai sợi quang, 100BASE-BX hoạt động trên một sợi quang với công nghệ WDM (Ghép kênh phân chia theo bước sóng), cho phép bạn tách các bước sóng tín hiệu khi thu và truyền. Để truyền và nhận, hai bước sóng có thể được sử dụng: 1310 và 1550 nm hoặc 1310 và 1490 nm. Khoảng cách truyền lên tới 10, 20 hoặc 40 km.

1000BASE-SX- Truyền Ethernet 1 Gbit/s (Gigabit Ethernet) qua cáp quang đa mode ở bước sóng 850 nm và khoảng cách tối đa lên tới 550 m, tùy thuộc vào loại cáp quang được sử dụng.

1000BASE-LX- Truyền Ethernet 1 Gbit/s (GigabitEthernet) qua OB đa chế độ ở bước sóng 1300 nm đến khoảng cách tối đa lên tới 550 m Giao thức được tối ưu hóa để truyền qua khoảng cách xa (lên tới 10 km) qua OB đơn chế độ. .

1000BASE-LH- - Truyền Ethernet 1 Gbit/s qua cáp quang đơn mode trong khoảng cách tối đa lên tới 100 km.

10GBASE-SR- Truyền Ethernet 10 Gbit/s (10 GigabitEthernet) qua cáp quang đa mode ở bước sóng trên 850-nm. Khoảng cách truyền có thể là 26 m hoặc 82 m, tùy thuộc vào loại sợi quang được sử dụng với lõi 50 hoặc 62,5 µm. Hỗ trợ truyền dẫn trong khoảng cách 300 m qua cáp quang đa mode loại OM3 trở lên, với hệ số băng thông rộng tối thiểu 2000 MHz/km.

10GBASE-LX4- Truyền Ethernet 10 Gbit/s qua cáp quang đa mode ở bước sóng 1300 nm. Sử dụng công nghệ WDM để truyền qua khoảng cách lên tới 300 m qua sợi đa mode. Hỗ trợ truyền qua cáp quang đơn mode trong khoảng cách lên tới 10 km.

Để kết thúc bài viết, chúng tôi cung cấp một số dữ liệu về các loại sợi quang đa mode được sử dụng và các tiêu chuẩn truyền dẫn. Dữ liệu được tóm tắt trong Bảng 1 (trích từ Tiêu chuẩn).

Tiêu chuẩn quốc tế: ISO/IEC 11801 “Cáp chung cho cơ sở khách hàng”

Tiêu chuẩn quốc tế: IEC 60793-2-10 “Thông số kỹ thuật sản phẩm - Thông số kỹ thuật từng phần cho sợi đa mode loại A1”

ANSI/TIA/EIA-492-AAAx “Thông số kỹ thuật chi tiết cho sợi quang đa chế độ được phân loại loại 1a”

(1) Cáp quang đa mode loại OM1 có lõi 62,5 μm hoặc 50 μm.

(2) sợi quang đa mode loại OM2 có lõi 50-μm hoặc 62,5-μm.

(3) Lớp OM4 đã được IEEE phê chuẩn vào tháng 6 năm 2010 và là Tiêu chuẩn 802.ba cho Ethernet 40G/100G. Hoạt động trên khoảng cách lên tới 1000 m trên Ethernet 1 Gbit/s, 550 m trên Ethernet 10 Gbit/s và 150 m trên các giao thức mạng Ethernet 40 Gbit/s và 100 Gbit/s.

(4) Tiêu chuẩn quốc tế ISO/IEC 11801 xác định giá trị suy giảm RF tối đa. Các tiêu chuẩn IEC và TIA mô tả độ suy giảm (tối thiểu) hoặc trung bình của OB “trần”.

Các phương pháp truyền tín hiệu thuộc nhiều loại, dữ liệu và lệnh điều khiển qua đường truyền cáp quang bắt đầu được giới thiệu tích cực trong thập kỷ cuối của thế kỷ trước. Tuy nhiên, đã lâu họ không thể cạnh tranh nghiêm túc (ít nhất là ở phân khúc TSB) với cáp đồng trục và cáp xoắn đôi. Bất chấp những nhược điểm như điện trở và điện dung cao, làm hạn chế đáng kể phạm vi truyền tín hiệu, cáp đồng trục và cáp xoắn đôi vẫn chiếm ưu thế trong các hệ thống an ninh. Ngày nay tình hình đang bắt đầu thay đổi, và tôi dám nói rằng những thay đổi này là cơ bản. Không, trong các hệ thống nhỏ nơi tín hiệu video và điều khiển cần được truyền đi trong khoảng cách ngắn, cáp đồng trục và cáp xoắn đôi vẫn không thể thiếu. Trong các hệ thống lớn và đặc biệt là phân tán, cáp quang hầu như không có giải pháp thay thế.
Thực tế là thiết bị cáp quang ngày nay đã trở nên có giá cả phải chăng hơn nhiều và xu hướng giảm giá hơn nữa là khá ổn định.
Vì vậy, cáp quang hiện có thể cung cấp cho khách hàng hệ thống an ninh không chỉ một giải pháp đáng tin cậy mà còn tiết kiệm chi phí. Sử dụng chùm ánh sáng để truyền tín hiệu, băng thông rộng cho phép bạn truyền tín hiệu chất lượng cao trên khoảng cách xa mà không cần sử dụng bộ khuếch đại và bộ lặp.
Những ưu điểm chính của việc sử dụng sợi quang được biết đến là:
- băng thông rộng hơn (lên đến vài gigahertz) so với băng thông của cáp đồng (lên đến 20 MHz);
– khả năng chống nhiễu điện, không có “vòng nối đất”;
– tổn thất thấp trong quá trình truyền tín hiệu, độ suy giảm tín hiệu khoảng 0,2–2,5 dB/km (đối với cáp đồng trục RG59 – 30 dB/km đối với tín hiệu 10 MHz);
– không gây nhiễu cho các cáp đồng lân cận hoặc cáp quang khác;
- phạm vi truyền dài;
– tăng cường bảo mật truyền dữ liệu;
- chất lượng tín hiệu truyền đi tốt;
– Cáp quang có kích thước nhỏ gọn và nhẹ.

Nguyên lý hoạt động của đường truyền cáp quang
Sợi quang là công nghệ sử dụng ánh sáng làm vật mang thông tin và việc chúng ta đang nói đến loại thông tin nào: analog hay kỹ thuật số không quan trọng. Thông thường, ánh sáng hồng ngoại được sử dụng và môi trường truyền dẫn là sợi thủy tinh.
Thiết bị cáp quang có thể được sử dụng để truyền nhiều loại tín hiệu analog hoặc kỹ thuật số.
Ở dạng đơn giản nhất, đường truyền cáp quang bao gồm ba thành phần:
- máy phát cáp quang để chuyển đổi tín hiệu điện đầu vào từ một nguồn (ví dụ: máy quay video) thành tín hiệu ánh sáng được điều chế;
- đường cáp quang qua đó tín hiệu ánh sáng được truyền đến máy thu;
– một máy thu sợi quang chuyển đổi tín hiệu thành tín hiệu điện, gần giống với tín hiệu nguồn.
Nguồn sáng được phân phối qua cáp quang là một diode phát quang (LED) (hay laser bán dẫn - LD). Ở đầu kia của cáp, bộ dò nhận sẽ chuyển đổi tín hiệu ánh sáng thành tín hiệu điện. Sợi quang dựa trên một hiệu ứng đặc biệt - khúc xạ ở góc tới tối đa, khi xảy ra phản xạ toàn phần. Hiện tượng này xảy ra khi một tia sáng rời khỏi môi trường đậm đặc và đi vào môi trường kém đậm đặc hơn ở một góc nhất định. Lõi bên trong (sợi) của cáp quang có chỉ số khúc xạ cao hơn lớp bọc. Do đó, một chùm ánh sáng đi qua lõi bên trong không thể vượt quá giới hạn của nó do ảnh hưởng của phản xạ toàn phần (Hình 1). Do đó, tín hiệu được truyền đi bên trong một môi trường kín, đi từ nguồn tín hiệu đến nguồn tín hiệu. máy thu của nó.
Các phần tử còn lại của cáp chỉ bảo vệ sợi mỏng manh khỏi bị hư hại bởi môi trường bên ngoài có mức độ tác động khác nhau.

Trở thành thành viên của Chương trình liên kết Aktiv-SB và bạn sẽ nhận được:

Trả góp hàng hóa nhập kho (có bộ hồ sơ đầy đủ);

Vị trí của công ty trong phần "Cài đặt" khi mua thiết bị hàng tháng với số tiền hơn 100.000 rúp;

Hoàn tiền theo chương trình Tiền thưởng với số tiền lên tới 5% số tiền mua hàng

Cơm. 1 Sợi quang hoạt động dựa trên hiệu ứng phản xạ toàn phần

Thông số vật lý của sợi quang
Tất cả các loại sợi phổ biến được đặc trưng bởi hai thông số quan trọng: độ suy giảm và độ phân tán.
Có sự phân tán chế độ và vật liệu - biến dạng tín hiệu do đặc thù truyền sóng ánh sáng trong môi trường.
Sự phân tán vật chất là do các sóng có độ dài khác nhau truyền ở tốc độ khác nhau, điều này gắn liền với cấu trúc vật lý của sợi. Hiệu ứng này đặc biệt đáng chú ý khi sử dụng sợi quang đơn mode. Giảm băng thông bức xạ nguồn và chọn bước sóng tối ưu dẫn đến giảm độ phân tán vật liệu.
Tán sắc mode xảy ra trong sợi quang đa mode do sự khác biệt về độ dài đường đi của các tia ở các mode khác nhau. Sự giảm của nó là do giảm đường kính lõi sợi, giảm số lượng chế độ và sử dụng sợi có cấu hình gradient.
Sự suy giảm tín hiệu trong cáp quang phụ thuộc vào tính chất của vật liệu và các tác động bên ngoài. Độ suy giảm đặc trưng cho sự mất mát công suất của tín hiệu được truyền trong một khoảng cách nhất định và được đo bằng dB/km, trong đó decibel là biểu thức logarit của tỷ lệ giữa công suất rời khỏi nguồn P1 và công suất đi vào máy thu P2, dB = 10 *log(P1/P2). Mất 3 dB có nghĩa là mất một nửa công suất. Suy hao 10 dB nghĩa là chỉ 1/10 công suất nguồn đến được máy thu, tức là tổn thất 90%. Đường cáp quang thường có thể hoạt động bình thường với mức tổn thất 30 dB (chỉ nhận được 1/1000 công suất).
Có hai cơ chế vật lý cơ bản khác nhau gây ra hiệu ứng này. Tổn thất hấp thụ. Liên quan đến việc chuyển đổi một loại năng lượng thành một loại năng lượng khác. Một sóng điện từ có độ dài nhất định gây ra sự thay đổi quỹ đạo của các electron trong một số nguyên tố hóa học, từ đó dẫn đến làm nóng sợi. Đương nhiên, quá trình hấp thụ sóng ít hơn, chiều dài của nó càng ngắn và vật liệu sợi càng tinh khiết.
Tổn thất rải rác. Nguyên nhân làm giảm công suất tín hiệu trong trường hợp này là do một phần luồng ánh sáng thoát ra khỏi ống dẫn sóng. Điều này là do tính không đồng nhất về chiết suất của vật liệu. Và với bước sóng giảm, tổn thất tán xạ tăng lên.

Cơm. 2 cửa sổ trong suốt của sợi quang

Về lý thuyết, mức suy giảm tổng thể tốt nhất có thể đạt được tại giao điểm của đường cong hấp thụ và tiêu tán. Thực tế có phần phức tạp hơn và liên quan đến thành phần hóa học của môi trường. Trong sợi thạch anh (SiO2), silicon và oxy hoạt động ở một bước sóng nhất định và làm suy giảm đáng kể độ trong suốt của vật liệu ở hai vùng lân cận.
Kết quả là ba cửa sổ trong suốt được hình thành (Hình 2), trong đó độ suy giảm có giá trị nhỏ nhất. Các bước sóng phổ biến nhất là:
0,85 µm;
1,3 µm;
1,55 micron.
Đối với truyền dẫn analog, bước sóng thường được sử dụng nhất là 850 và 1310 micron.
Đối với những phạm vi này, các máy phát laser dị đặc biệt đã được phát triển, dựa trên đó các FOCL (hệ thống truyền thông cáp quang) hiện đại được dựa trên.
Hiện tại, sợi quang có đặc tính này đã bị coi là lỗi thời. Cách đây khá lâu, việc sản xuất sợi quang thuộc loại AllWave ZWP (đỉnh không nước) đã được phát triển, trong đó các ion hydroxyl trong thành phần của thủy tinh thạch anh được loại bỏ. Loại kính như vậy không còn có cửa sổ nữa mà có một lỗ mở trong phạm vi từ 1300 đến 1600 nm.
Tất cả các cửa sổ trong suốt đều nằm trong phạm vi hồng ngoại, tức là ánh sáng truyền qua liên kết sợi quang không thể nhìn thấy được bằng mắt. Điều đáng chú ý là bức xạ nhìn thấy được bằng mắt có thể được đưa vào sợi quang tiêu chuẩn. Để thực hiện việc này, hãy sử dụng các khối nhỏ có trong một số máy đo độ phản xạ hoặc thậm chí là con trỏ laser của Trung Quốc đã được sửa đổi một chút. Với sự trợ giúp của các thiết bị như vậy, bạn có thể tìm thấy các vết nứt trên dây. Chỗ nào sợi quang bị đứt sẽ thấy ánh sáng rực rỡ. Ánh sáng như vậy bị suy giảm nhanh chóng trong sợi quang nên chỉ có thể được sử dụng trong khoảng cách ngắn (không quá 1 km).

Truyền dẫn tương tự


Các máy phát video đơn giản nhất sử dụng điều chế biên độ (AM): cường độ ánh sáng phát ra thay đổi tỷ lệ với sự thay đổi biên độ của tín hiệu video. Để có được kết quả ổn định hơn, tăng khoảng cách truyền tín hiệu và đạt được tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm tốt hơn, điều chế tần số (FM) được sử dụng.
Điều chế biên độ (AM) là một loại điều chế trong đó tham số thay đổi của tín hiệu sóng mang là biên độ của nó. Cường độ ánh sáng phát ra thay đổi tỷ lệ với sự thay đổi biên độ của tín hiệu video. Vì rất khó kiểm soát cường độ bức xạ ở mức cao nên ngay cả những thay đổi nhỏ trong cường độ bức xạ cũng gây ra biến dạng đáng kể cho tín hiệu truyền đi.
Điều chế tần số (FM) là một loại điều chế tương tự trong đó tín hiệu thông tin điều khiển tần số của xung ánh sáng. So với điều chế biên độ, biên độ không đổi.
Phương pháp tương tự được sử dụng để truyền tín hiệu video và âm thanh, tín hiệu điều khiển, Ethernet 10/100M và theo dõi trạng thái của các tiếp điểm.
Cần lưu ý rằng các thiết bị analog không phải là lựa chọn tốt nhất để truyền thông tin video hoặc âm thanh. Việc truyền và nhận nó qua đường cáp quang sử dụng thiết bị analog có thể khá khó khăn. Ngoài ra, sự khác biệt về giá giữa thiết bị analog và thiết bị kỹ thuật số tương tự là không đáng kể.
Thiết bị loại này có sẵn trong nhiều loại thiết bị của nhiều người chơi trên thị trường; độc giả có thể làm quen với một số mẫu trong phần đánh giá của bài viết.

S732DV (Bảo mật GE, Tùy chọn cáp quang)
Một bộ thu phát tương tự được thiết kế để truyền video và dữ liệu qua 1 sợi quang đơn mode hoặc đa mode trên khoảng cách lên tới 60 km. Đặc điểm nổi bật của thiết bị là dải nhiệt độ hoạt động rộng (từ -40 C đến +75 C), công nghệ Plug-and-Play, chẩn đoán CWDM, SMARTSä, cho phép kiểm tra hệ thống trong thời gian thực. Thiết bị được bảo hành 5 năm.

DE7400 (GE Security, dòng EtherNAVä IFS)


Dòng máy thu phát 2 cổng được thiết kế để truyền và nhận dữ liệu ở tốc độ 10/100/1000 Mbps qua cáp quang đa chế độ, đơn chế độ hoặc cáp điện Cat 5 có tính năng bảo vệ khí hậu tăng cường khi hoạt động ở nhiệt độ khắc nghiệt (- 40 C đến +85 C). Một tính năng tiêu chuẩn là kích hoạt liên lạc để kích hoạt cảnh báo từ xa khi mất liên lạc quang học. Đầu nối RJ-45 có đèn LED báo trạng thái nguồn và tốc độ truyền. Nó cũng hỗ trợ các giao thức RSTP, QoS/CoS, IGMP, VLAN, SNMP. Hỗ trợ các tiêu chuẩn IEEE 802.3, cho phép kết nối mọi thiết bị mạng cục bộ. Thiết bị đi kèm với bảo hành trọn đời.
Dòng thiết bị IFS bao gồm các thiết bị có cấu hình cổng khác nhau.

Bộ thu/phát OVT/OVR-1 (“BIK-Inform”)
Thiết bị dòng OVT/OVR-1 (bộ thu/phát) được thiết kế để truyền tín hiệu video analog trong thời gian thực trong hệ thống giám sát video tại các cơ sở công nghiệp và mở rộng. Thiết bị cho phép bạn truyền tín hiệu video màu và đen trắng chất lượng cao qua cáp quang đa chế độ trong khoảng cách lên tới 5 km ở dải tần 25 Hz - 10 MHz với tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu ít nhất là 5 dB . Thiết bị được đặc trưng bởi khả năng chống ồn cao. Có bộ tạo tín hiệu thử nghiệm tích hợp, hệ thống AGC (điều chỉnh mức tự động dựa trên mức tín hiệu đồng hồ), mức tiêu thụ dòng điện thấp - không quá 85 mA cho máy phát và 75 mA cho máy thu. Kích thước nhỏ gọn cho phép đặt thiết bị cả trong tủ lắp ray DIN và trong hộp nối nhỏ. Thiết bị không yêu cầu cài đặt bổ sung và có thể hoạt động ở nhiệt độ từ -40 °C đến +50 °C.

SFS10-100/W-80 (SF&T)


Bộ sản phẩm bao gồm hai bộ thu phát tương tự, được thiết kế để tổ chức 1 kênh dữ liệu Ethernet 10/100M trên 1 sợi quang đơn mode. Thiết bị này, phiên bản mới nhất trong dòng SFS10-100/W-xx, cho phép bạn tăng khoảng cách truyền tín hiệu lên 80 km. Chế độ hoạt động: song công và bán song công.
Nhờ hỗ trợ các tiêu chuẩn IEEE 802.3 10 Base-T/100Base-Tx/100Base-Fx, có thể kết nối hầu hết các thiết bị IP được sử dụng để tổ chức mạng cục bộ cũng như xây dựng hệ thống giám sát video.
Phạm vi nhiệt độ hoạt động rộng (từ -10 đến +70 °C), hỗ trợ Plug-and-play, không cần cài đặt bổ sung và sử dụng bộ suy giảm, cũng như kích thước nhỏ gọn (165 x 144 x 33 mm) giúp cho việc lắp đặt của thiết bị một cách nhanh chóng và thuận tiện nhất có thể. Thiết kế mô-đun cho phép sử dụng SFS10-100/W-80 làm mô-đun riêng lẻ và được gắn trên giá.
Tất cả các thiết bị SF&T đều được bảo hành 3 năm.

SVP-11T/12R
SVP-13T/14R (“Dự án Video Đặc biệt”)
Các thiết bị này được thiết kế để truyền tín hiệu trong hệ thống giám sát truyền hình trong khoảng cách lên tới 6–12 km. Bộ phát và thu cung cấp khả năng truyền một tín hiệu video tổng hợp qua cáp quang đa chế độ ở bước sóng 850 và 1310 nm.
Độ phân giải tín hiệu video – 570 TVL, tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm ở dải tối đa – không tệ hơn 50 dB, dải tần: 50 Hz – 8 MHz. Hệ thống điều khiển khuếch đại tự động liên tục duy trì dao động tín hiệu video 1 V ở đầu ra. Tín hiệu ánh sáng cho biết sự hiện diện hay vắng mặt của tín hiệu video. Các thiết bị có kích thước nhỏ, tiêu thụ điện năng thấp và được trang bị các bộ phận gắn trên tường.
Các thiết bị được bảo vệ khỏi sự đảo ngược nguồn điện - nếu bật không đúng cách, chúng sẽ không bị lỗi. Chúng hoạt động ở chế độ cắm và chạy - không cần thiết lập hoặc điều chỉnh trong quá trình cài đặt.
Bộ thu tín hiệu cũng có sẵn trong vỏ được thiết kế để lắp đặt trên giá đỡ 19” tiêu chuẩn.

SVP-21T
SVP-22T (“Dự án video đặc biệt”)


Bộ phát video cáp quang SVP-21T và SVP-22T được thiết kế để hoạt động với camera giám sát truyền hình ngoài trời. Vỏ bọc kín được trang bị dây dẫn kín và có chỉ số bảo vệ thời tiết IP66. Nhiệt độ hoạt động từ -35 đến +50 ° C. Tín hiệu được truyền đi khoảng cách xa: lên tới 6–12 km.
Bộ phát SVP-21T và SVP-22T, hoàn chỉnh với các bộ thu SVP-12R, SVP-14R, SVP-12-2Rack, SVP-14-2Rack, cung cấp khả năng truyền một tín hiệu video tổng hợp qua cáp quang đa chế độ ở bước sóng 850 và 1310 nm. Các thiết bị được sản xuất với nguồn điện từ mạng điện xoay chiều có điện áp 220 V hoặc 24 V. Chúng hoạt động ở chế độ cắm và chạy - không cần cấu hình hoặc điều chỉnh trong quá trình cài đặt. Hệ thống điều khiển khuếch đại tự động trong bộ thu liên tục duy trì tín hiệu video dao động 1 V ở đầu ra.
Vỏ kín có không gian trống để kết nối chéo cáp của các thiết bị khác. Kích thước tổng thể: 200 x 150 x 55 mm.

Truyền thông cáp quang- phương pháp truyền thông tin sử dụng bức xạ điện từ của dải quang học (gần hồng ngoại) làm vật mang tín hiệu thông tin và cáp quang làm hệ thống dẫn hướng. Nhờ tần số sóng mang cao và khả năng ghép kênh rộng, thông lượng của đường cáp quang cao hơn nhiều lần so với thông lượng của tất cả các hệ thống truyền thông khác và có thể đo bằng Terabit mỗi giây. Độ suy giảm ánh sáng thấp trong sợi quang cho phép sử dụng thông tin liên lạc sợi quang trên một khoảng cách đáng kể mà không cần sử dụng bộ khuếch đại. Thông tin liên lạc bằng sợi quang không bị nhiễu điện từ và khó truy cập để sử dụng trái phép: về mặt kỹ thuật rất khó để lén lút chặn tín hiệu truyền qua cáp quang.

Cơ sở vật chất

Truyền thông sợi quang dựa trên hiện tượng phản xạ toàn phần của sóng điện từ tại mặt phân cách giữa các chất điện môi có chiết suất khác nhau. Sợi quang bao gồm hai thành phần - lõi dẫn ánh sáng trực tiếp và lớp bọc. Chiết suất của lõi lớn hơn một chút so với chiết suất của lớp bọc, do đó chùm ánh sáng trải qua nhiều phản xạ tại giao diện lớp phủ lõi và truyền trong lõi mà không rời khỏi nó.

Ứng dụng

Thông tin liên lạc cáp quang ngày càng được sử dụng trong mọi lĩnh vực - từ máy tính và không gian trên máy bay, hệ thống máy bay và tàu thủy, đến các hệ thống truyền thông tin đường dài, ví dụ như đường truyền thông cáp quang Tây Âu - Nhật Bản, phần lớn trong số đó đi qua lãnh thổ nước Nga. Ngoài ra, tổng chiều dài của đường truyền cáp quang dưới nước giữa các lục địa ngày càng tăng.

Sợi đến mọi nhà Cáp quang đến cơ sở, FTTP hoặc Cáp quang đến nhà, FTTH) là thuật ngữ được các nhà cung cấp Internet viễn thông sử dụng để chỉ các hệ thống viễn thông băng thông rộng dựa trên việc lắp đặt kênh cáp quang và điểm cuối của nó tại lãnh thổ của người dùng cuối bằng cách lắp đặt thiết bị đầu cuối quang học để cung cấp một loạt các dịch vụ viễn thông, bao gồm:

  • truy cập Internet tốc độ cao;
  • dịch vụ điện thoại;
  • dịch vụ thu sóng truyền hình.

Chi phí sử dụng công nghệ cáp quang ngày càng giảm khiến dịch vụ ngày càng cạnh tranh với các dịch vụ truyền thống.

Câu chuyện

Lịch sử của hệ thống truyền dữ liệu đường dài nên bắt đầu từ thời xa xưa, khi con người sử dụng tín hiệu khói. Kể từ thời điểm đó, các hệ thống này đã được cải tiến đáng kể, đầu tiên là điện báo, sau đó là cáp đồng trục. Trong quá trình phát triển, các hệ thống này sớm hay muộn cũng gặp phải những hạn chế cơ bản: đối với hệ thống điện đây là hiện tượng suy giảm tín hiệu ở một khoảng cách nhất định, đối với hệ thống vi sóng là tần số sóng mang. Do đó, việc tìm kiếm các hệ thống mới về cơ bản vẫn tiếp tục, và vào nửa sau thế kỷ 20, một giải pháp đã được tìm ra - hóa ra việc truyền tín hiệu bằng ánh sáng hiệu quả hơn nhiều so với cả tín hiệu điện và tín hiệu vi sóng.

Năm 1966, Kao và Hokam của Phòng thí nghiệm STC (STL) đã giới thiệu các sợi quang làm bằng thủy tinh thông thường có độ suy giảm 1000 dB/km (trong khi độ suy giảm của cáp đồng trục chỉ là 5-10 dB/km) do tạp chất, chúng được chứa đựng và về nguyên tắc có thể được loại bỏ.

Có hai vấn đề toàn cầu trong việc phát triển hệ thống truyền dữ liệu quang: nguồn sáng và sóng mang tín hiệu. Vấn đề đầu tiên được giải quyết bằng việc phát minh ra tia laser vào năm 1960, vấn đề thứ hai là với sự ra đời của cáp quang chất lượng cao vào năm 1970. Nó được phát triển bởi Corning Incorporated ( Tiếng Anh) . Độ suy giảm trong các loại cáp như vậy là khoảng 20 dB/km, khá chấp nhận được đối với việc truyền tín hiệu trong các hệ thống viễn thông. Đồng thời, laser GaAs bán dẫn khá nhỏ gọn đã được phát triển.

Sau khi nghiên cứu chuyên sâu từ năm 1975 đến năm 1980, hệ thống cáp quang thương mại đầu tiên đã được phát triển bằng cách sử dụng laser bán dẫn gallium arsenide (GaAs) ở bước sóng 0,8 μm. Tốc độ bit của hệ thống thế hệ đầu tiên là 45 Mbit/s, khoảng cách giữa các bộ lặp là 10 km.

Vào ngày 22 tháng 4 năm 1977, tại Long Beach, California, General Electrical and Electronics lần đầu tiên sử dụng liên kết quang để truyền lưu lượng điện thoại ở tốc độ 6 Mbps.

Thế hệ thứ hai của hệ thống cáp quang được phát triển cho mục đích thương mại vào đầu những năm 1980. Chúng hoạt động với ánh sáng có bước sóng 1,3 micron từ laser InGaAsP. Tuy nhiên, những hệ thống như vậy vẫn bị hạn chế bởi sự phân tán xảy ra trong kênh. Tuy nhiên, ngay từ năm 1987, các hệ thống này đã hoạt động ở tốc độ lên tới 1,7 Gbit/s với khoảng cách giữa các bộ lặp là 50 km.

Định nghĩa cơ bản

Sợi quang là một sợi thủy tinh hoặc nhựa được sử dụng để mang ánh sáng bên trong nó thông qua sự phản xạ toàn phần.

Cấu trúc của cáp quang rất đơn giản và giống cấu trúc của cáp điện đồng trục, chỉ thay vì dùng dây đồng trung tâm là sử dụng sợi thủy tinh mỏng (có đường kính khoảng 1-10 micron), còn thay vì dùng sợi thủy tinh bên trong. vật liệu cách nhiệt, người ta sử dụng vỏ thủy tinh hoặc nhựa, không cho ánh sáng thoát ra ngoài sợi thủy tinh. Chúng ta đang xử lý chế độ của cái gọi là sự phản xạ toàn phần của ánh sáng từ ranh giới của hai chất có chiết suất khác nhau (vỏ thủy tinh có chiết suất thấp hơn nhiều so với sợi trung tâm). Lớp bện kim loại của cáp thường không có do không cần phải che chắn khỏi nhiễu điện từ bên ngoài, nhưng đôi khi nó vẫn được sử dụng để bảo vệ cơ học khỏi môi trường (cáp như vậy đôi khi được gọi là cáp bọc thép; nó có thể kết hợp một số cáp quang dưới một vỏ bọc).

Nhánh sợi quang của khoa học ứng dụng và kỹ thuật cơ khí mô tả các loại sợi đó. Sợi quang được sử dụng trong truyền thông cáp quang, cho phép thông tin kỹ thuật số được truyền qua khoảng cách xa hơn và ở tốc độ dữ liệu cao hơn so với truyền thông điện tử. Trong một số trường hợp, chúng còn được sử dụng để tạo ra cảm biến.

Thông tin liên lạc sợi quang được xây dựng trên cơ sở cáp quang. Chữ viết tắt FOCL (đường truyền cáp quang) cũng được sử dụng rộng rãi. Nó được sử dụng trong nhiều lĩnh vực hoạt động khác nhau của con người, từ hệ thống máy tính đến các cấu trúc để liên lạc qua khoảng cách xa. Ngày nay, đây là phương pháp phổ biến và hiệu quả nhất để cung cấp dịch vụ viễn thông.

Nguyên vật liệu

Sợi quang thủy tinh được làm từ thủy tinh thạch anh, nhưng các vật liệu khác như kính fluoro-zirconate, fluoro-aluminate và chalcogenide có thể được sử dụng cho tia hồng ngoại xa. Giống như các loại kính khác, chúng có chiết suất khoảng 1,5.

Hiện nay, việc sử dụng sợi quang nhựa đang phát triển.

Những chất sau đây được sử dụng làm nguồn phát ánh sáng trong cáp quang:

  1. đèn LED, hoặc điốt phát quang (Light Emmited Diode, LED);
  2. laser bán dẫn hoặc điốt laser (Laser Diode).

Đối với cáp chế độ đơn, chỉ sử dụng điốt laser, vì với đường kính sợi quang nhỏ như vậy, luồng ánh sáng do đèn LED tạo ra không thể truyền vào sợi quang mà không có tổn thất lớn, trong khi đó, tia sáng có dạng bức xạ quá rộng; diode laser hẹp. Do đó, bộ phát LED rẻ hơn chỉ được sử dụng cho cáp đa chế độ.

Mặc dù cáp quang là phương tiện liên lạc được sử dụng rộng rãi và phổ biến nhưng bản thân công nghệ này còn đơn giản và đã phát triển từ lâu. Thí nghiệm thay đổi hướng của chùm sáng bằng khúc xạ đã được Daniel Colladon và Jacques Babinet chứng minh vào năm 1840. Vài năm sau, John Tyndall đã sử dụng thí nghiệm này trong các bài giảng công khai của mình ở London, và vào năm 1870, ông đã xuất bản một tác phẩm về bản chất của ánh sáng. Ứng dụng thực tế của công nghệ này chỉ được tìm thấy trong thế kỷ XX. Vào những năm 1920, các nhà thí nghiệm Clarence Hasnell và John Berd đã chứng minh khả năng truyền hình ảnh qua các ống quang học. Nguyên tắc này đã được Heinrich Lamm sử dụng để khám bệnh cho bệnh nhân. Mãi đến năm 1952, nhà vật lý người Ấn Độ Narinder Singh Kapany mới tiến hành một loạt thí nghiệm của riêng mình dẫn đến việc phát minh ra sợi quang. Trên thực tế, ông đã tạo ra cùng một bó sợi thủy tinh, vỏ và lõi được làm từ các sợi có chiết suất khác nhau. Lớp vỏ thực sự đóng vai trò như một tấm gương và phần lõi trong suốt hơn - đây là cách giải quyết vấn đề phân tán nhanh. Nếu trước đây chùm tia không đến được điểm cuối của sợi quang và không thể sử dụng phương tiện truyền dẫn như vậy trên khoảng cách xa thì bây giờ vấn đề đã được giải quyết. Narinder Kapani đã cải tiến công nghệ này vào năm 1956. Một loạt các thanh thủy tinh dẻo truyền hình ảnh hầu như không bị mất hoặc biến dạng.

Việc phát minh ra cáp quang của các chuyên gia Corning vào năm 1970, giúp nhân đôi hệ thống truyền dữ liệu tín hiệu điện thoại qua dây đồng trên cùng một khoảng cách mà không cần bộ lặp, được coi là bước ngoặt trong lịch sử phát triển của cáp quang. công nghệ. Các nhà phát triển đã cố gắng tạo ra một dây dẫn có khả năng duy trì ít nhất một phần trăm công suất tín hiệu quang ở khoảng cách một km. Theo tiêu chuẩn ngày nay, đây là một thành tựu khá khiêm tốn, nhưng khi đó nó là điều kiện cần để phát triển một loại hình giao tiếp có dây mới.

Ban đầu, sợi quang là sợi quang nhiều pha, nghĩa là nó có thể truyền hàng trăm pha ánh sáng cùng một lúc. Hơn nữa, đường kính lõi sợi quang tăng lên khiến người ta có thể sử dụng các bộ phát và đầu nối quang rẻ tiền. Rất lâu sau đó, họ bắt đầu sử dụng sợi quang hiệu suất cao hơn, qua đó chỉ có thể truyền một pha trong môi trường quang học. Với sự ra đời của sợi quang một pha, tính toàn vẹn của tín hiệu có thể được duy trì ở khoảng cách xa hơn, điều này tạo điều kiện thuận lợi cho việc truyền một lượng thông tin đáng kể.

Loại sợi phổ biến nhất hiện nay là sợi một pha có độ lệch bước sóng bằng 0. Kể từ năm 1983, nó đã là sản phẩm cáp quang hàng đầu trong ngành, được chứng minh là có thể hoạt động trên hàng chục triệu km.

Phân loại

Có một số loại sợi quang dựa trên cấu trúc và nguyên lý hoạt động của chúng:

  1. Sợi đơn mode
  2. Sợi đa mode
  3. Sợi chỉ số gradient

Sợi quang có cấu hình phân bố chiết suất theo bậc.

Sơ đồ chiết suất của các loại sợi quang: sợi quang đa mode có chiết suất thay đổi từng bước (a); sợi đa mode có sự thay đổi nhẹ nhàng về chỉ số khúc xạ (6); sợi đơn mode (c).

Tất cả các sợi quang được chia thành hai nhóm chính: MMF đa chế độ (sợi đa chế độ) và SMF chế độ đơn (sợi đơn chế độ).

Khái niệm “chế độ” mô tả chế độ truyền tia sáng ở lõi bên trong của cáp. Cáp đơn mode sử dụng dây dẫn trung tâm có đường kính rất nhỏ, tương đương với bước sóng ánh sáng từ 5 đến 10 micron. Trong trường hợp này, hầu hết tất cả các tia sáng đều truyền dọc theo trục quang của vật dẫn ánh sáng mà không bị phản xạ khỏi dây dẫn bên ngoài. Việc sản xuất sợi siêu mỏng chất lượng cao cho cáp đơn mode là một quy trình công nghệ phức tạp, khiến cáp đơn mode khá đắt tiền. Ngoài ra, khá khó để hướng một chùm ánh sáng vào một sợi có đường kính nhỏ như vậy mà không làm mất đi một phần năng lượng đáng kể. Cáp đa chế độ sử dụng lõi bên trong rộng hơn, dễ sản xuất hơn về mặt công nghệ. Các tiêu chuẩn xác định hai loại cáp đa mode được sử dụng phổ biến nhất: 62,5/125 μm và 50/125 μm, trong đó 62,5 μm hoặc 50 μm là đường kính của dây dẫn trung tâm và 125 μm là đường kính của dây dẫn bên ngoài.

Sợi đa mode

Sợi đa chế độ được chia thành sợi đa chế độ chỉ số bước và sợi đa chế độ chỉ số được phân loại.

Trong cáp đa chế độ, quỹ đạo của các tia sáng có sự tán xạ đáng chú ý, do đó hình dạng tín hiệu ở đầu thu của cáp bị biến dạng. Sợi trung tâm có đường kính 62,5 µm và đường kính lớp bọc ngoài là 125 µm (đôi khi được gọi là 62,5/125). Đường truyền sử dụng đèn LED thông thường (không dùng tia laser), giúp giảm giá thành và tăng tuổi thọ của bộ thu phát so với cáp đơn mode. Bước sóng ánh sáng trong cáp đa mode là 0,85 micron. Chiều dài cáp cho phép đạt 2-5 km. Ngày nay, cáp đa mode là loại cáp quang chính vì nó rẻ hơn và dễ tiếp cận hơn.

Sợi hồ sơ bước đa chế độ

Các sợi dữ liệu đầu tiên là sợi đa mode với cấu hình chỉ số khúc xạ theo bậc. Để ánh sáng truyền qua phản xạ toàn phần, cần phải có chiết suất của kính lõi, n1, lớn hơn chiết suất của kính ốp, n2 một chút. Tại mặt tiếp xúc giữa hai môi trường thủy tinh phải thỏa mãn điều kiện: n1 > n2. Nếu chiết suất của lõi sợi quang n1 bằng nhau trên toàn bộ mặt cắt ngang thì sợi được cho là có cấu hình bậc thang. Hướng dẫn ánh sáng sợi này là đa chế độ. Xung ánh sáng truyền trong nó bao gồm nhiều thành phần, được định hướng theo các chế độ riêng biệt của ống dẫn ánh sáng. Mỗi chế độ này được kích thích ở đầu vào sợi ở góc đi vào sợi cụ thể của riêng nó và được hướng dọc theo lõi, đi qua với các quỹ đạo chùm tia khác nhau. Mỗi chế độ truyền đi một khoảng cách đường quang khác nhau và do đó truyền đi toàn bộ chiều dài của ống dẫn ánh sáng trong một thời gian khác nhau. Hơn nữa, nếu chúng ta áp một xung ánh sáng ngắn (hình chữ nhật) vào đầu vào của ống dẫn ánh sáng, thì ở đầu ra của ống dẫn ánh sáng đa chế độ, chúng ta sẽ nhận được một xung “mờ” theo thời gian. Những biến dạng này do sự phân tán thời gian trễ của các chế độ riêng lẻ được gọi là phân tán chế độ.

Cấu hình sợi đa chế độ gradient

Trong sợi quang có cấu hình bậc đa mode, các mode truyền dọc theo các đường quang có độ dài khác nhau và do đó đến cuối sợi vào các thời điểm khác nhau. Sự phân tán này có thể giảm đáng kể nếu chiết suất của lõi kính giảm theo đường parabol từ giá trị cực đại n1 tại trục của vật dẫn ánh sáng đến giá trị chiết suất n2 tại bề mặt phân cách với lớp bọc. Ống dẫn sóng quang có cấu hình như vậy (khi chiết suất thay đổi trơn tru) được gọi là ống dẫn ánh sáng sợi gradient. Các tia sáng truyền qua sợi quang theo đường xoắn ốc hoặc sóng. Chùm sáng càng lệch khỏi trục của vật dẫn ánh sáng thì nó càng quay ngược về phía trục. Trong trường hợp này, do chiết suất từ ​​trục đến rìa lõi giảm nên tốc độ truyền ánh sáng trong môi trường tăng. Nhờ đó, các đường quang dài hơn được bù lại bằng thời gian di chuyển ngắn hơn. Kết quả là sự khác biệt về độ trễ thời gian của các tia khác nhau gần như biến mất hoàn toàn.

Sợi đơn mode

Sợi đơn chế độ được chia thành sợi chế độ đơn chỉ số bước hoặc sợi SF tiêu chuẩn, sợi chế độ đơn phân tán DSF và sợi chế độ đơn phân tán dịch chuyển khác 0 NZDSF).

Trong cáp chế độ đơn, hầu như tất cả các tia đều đi theo cùng một đường, dẫn đến tất cả chúng đều đến được máy thu cùng lúc và hình dạng tín hiệu hầu như không bị biến dạng. Cáp đơn mode có đường kính sợi trung tâm khoảng 1,3 µm và chỉ truyền ánh sáng ở cùng bước sóng (1,3 µm). Độ phân tán và mất tín hiệu rất nhỏ, cho phép tín hiệu được truyền qua khoảng cách lớn hơn nhiều so với cáp đa chế độ. Đối với cáp chế độ đơn, bộ thu phát laser được sử dụng chỉ sử dụng ánh sáng ở bước sóng cần thiết. Những máy thu phát như vậy vẫn còn tương đối đắt tiền và không bền lắm. Tuy nhiên, trong tương lai, cáp đơn mode sẽ trở thành cáp chính do những đặc tính ưu việt của nó.

Bước hồ sơ sợi

Sự phân tán chế độ trong sợi quang có thể được loại bỏ nếu các tham số cấu trúc của sợi bước được chọn theo cách chỉ có một chế độ sẽ được hướng dẫn trong đó, đó là chế độ cơ bản (chính). Tuy nhiên, mode cơ bản cũng mở rộng theo thời gian khi nó đi qua sợi quang như vậy. Hiện tượng này được gọi là tán sắc màu. Nó là một đặc tính của vật liệu, do đó, theo quy luật, nó xuất hiện ở bất kỳ sợi quang nào, nhưng trong phạm vi bước sóng từ 1200 đến 1600 nm thì nó tương đối nhỏ hoặc không có. Để tạo ra sợi quang có bước suy giảm thấp chỉ định hướng chế độ cơ bản trong phạm vi bước sóng lớn hơn 1200 nm, đường kính trường chế độ phải giảm xuống 8-10 µm. Ống dẫn ánh sáng sợi quang từng bước như vậy được gọi là sợi quang đơn chế độ tiêu chuẩn.

Sợi hồ sơ nhiều bước

Cấu hình chỉ số khúc xạ của sợi quang đơn mode thông thường có cấu hình bậc thang. Đối với cấu trúc biên dạng như vậy, tổng độ phân tán vật liệu trong độ phân tán ống dẫn sóng ở bước sóng khoảng 1300 nm là bằng không. Đối với các thiết bị liên lạc sợi quang hiện đại sử dụng bước sóng 1550 nm hoặc truyền tín hiệu đồng thời ở nhiều bước sóng, điều mong muốn là có độ phân tán bằng 0 ở các bước sóng khác. Và để làm được điều này, cần phải thay đổi độ phân tán sóng và do đó là cấu trúc khúc xạ của ống dẫn ánh sáng sợi. Điều này dẫn đến hồ sơ chỉ số khúc xạ nhiều bước hoặc phân đoạn. Sử dụng các cấu hình này, có thể tạo ra các sợi quang trong đó bước sóng tán sắc bằng 0 được dịch chuyển đến 1550 nm (sợi quang tán sắc) hoặc các giá trị tán sắc rất nhỏ trong toàn bộ dải bước sóng từ 1300 nm đến 1550 nm ( sợi được làm mịn hoặc bù phân tán).

Đường kính lõi của sợi đơn mode là 7-9 micron. Do đường kính nhỏ nên chỉ có một chế độ bức xạ điện từ được truyền qua sợi quang, do đó loại bỏ ảnh hưởng của biến dạng tán sắc. Hiện nay, hầu hết tất cả các loại sợi được sản xuất đều ở dạng đơn mode.

Các phần tử đường sợi quang

  1. Máy thu quang

Bộ thu quang phát hiện các tín hiệu được truyền qua cáp quang và chuyển đổi chúng thành tín hiệu điện, sau đó được khuếch đại và tái tạo lại cũng như tín hiệu đồng hồ. Tùy thuộc vào tốc độ truyền và đặc điểm hệ thống của thiết bị, luồng dữ liệu có thể được chuyển đổi từ nối tiếp sang song song.

  1. Máy phát quang

Bộ phát quang trong hệ thống cáp quang chuyển đổi chuỗi dữ liệu điện do các thành phần hệ thống cung cấp thành luồng dữ liệu quang.

  1. Bộ tiền khuếch đại

Bộ khuếch đại chuyển đổi dòng điện không đối xứng từ cảm biến photodiode thành điện áp không đối xứng, được khuếch đại và chuyển đổi thành tín hiệu vi sai.

  1. Chip đồng bộ hóa và phục hồi dữ liệu

Con chip này phải khôi phục tín hiệu đồng hồ từ luồng dữ liệu nhận được và xung nhịp của chúng. Mạch vòng khóa pha cần thiết để phục hồi đồng hồ cũng được tích hợp hoàn toàn vào chip đồng hồ và không yêu cầu xung đồng hồ điều khiển bên ngoài.

  1. Cáp quang, bao gồm các sợi quang nằm dưới lớp vỏ bảo vệ chung.

Máy thu phát sợi quang

Để truyền dữ liệu qua các kênh quang, tín hiệu phải được chuyển đổi từ điện sang quang, truyền qua liên kết truyền thông và sau đó được chuyển đổi trở lại thành điện tại máy thu. Những biến đổi này xảy ra trong thiết bị thu phát, chứa các linh kiện điện tử cùng với các linh kiện quang học.

Được sử dụng rộng rãi trong công nghệ truyền dẫn, bộ ghép kênh phân chia thời gian cho phép tăng tốc độ truyền lên 10 Gb/s. Hệ thống cáp quang tốc độ cao hiện đại cung cấp các tiêu chuẩn tốc độ truyền sau.

tiêu chuẩn SONET

chuẩn SDH

Tốc độ truyền

51,84 Mb/giây

155,52 Mb/giây

622,08 Mb/giây

2,4883 Gb/giây

9,9533 Gb/giây

Các phương pháp ghép kênh phân chia bước sóng hoặc ghép kênh phân chia bước sóng mới giúp tăng mật độ truyền dữ liệu. Để đạt được điều này, nhiều luồng thông tin đa kênh được gửi qua một kênh cáp quang bằng cách sử dụng đường truyền của mỗi luồng ở bước sóng khác nhau. Các thành phần điện tử trong bộ thu và phát WDM khác với các thành phần được sử dụng trong hệ thống phân chia thời gian.

Ưu điểm của truyền thông cáp quang

  1. Tín hiệu quang băng thông rộng do tần số sóng mang cực cao. Điều này có nghĩa là thông tin có thể được truyền qua đường cáp quang với tốc độ khoảng 1 Tbit/s;
  2. Độ suy giảm tín hiệu ánh sáng trong sợi quang rất thấp, giúp có thể xây dựng các đường truyền cáp quang có chiều dài lên tới 100 km trở lên mà không cần tái tạo tín hiệu;
  3. Khả năng chống nhiễu điện từ từ hệ thống cáp đồng xung quanh (đường dây điện, lắp đặt động cơ điện, v.v.) và điều kiện thời tiết;
  4. Bảo vệ chống truy cập trái phép. Thông tin được truyền qua đường truyền cáp quang trên thực tế không thể bị chặn theo cách không phá hủy;
  5. An toàn điện. Trên thực tế, là chất điện môi, sợi quang làm tăng tính an toàn cháy nổ của mạng, điều này đặc biệt quan trọng tại các nhà máy lọc hóa chất và dầu, khi phục vụ các quy trình công nghệ có rủi ro cao;
  6. Độ bền của đường truyền cáp quang, tuổi thọ của đường truyền cáp quang ít nhất là 25 năm.

Nhược điểm của truyền thông cáp quang

  1. Chi phí tương đối cao của các phần tử đường tích cực có chức năng chuyển đổi tín hiệu điện thành ánh sáng và ánh sáng thành tín hiệu điện;
  2. Chi phí nối sợi quang tương đối cao. Điều này đòi hỏi độ chính xác cao và do đó phải có thiết bị công nghệ đắt tiền. Kết quả là nếu cáp quang bị đứt thì chi phí khôi phục lại đường truyền cáp quang sẽ cao hơn so với khi làm việc với cáp đồng.

Ứng dụng của đường truyền thông cáp quang

Cáp quang được sử dụng tích cực để xây dựng mạng lưới thông tin liên lạc của thành phố, khu vực và liên bang, cũng như lắp đặt đường dây kết nối giữa các tổng đài điện thoại tự động của thành phố. Điều này là do tốc độ, độ tin cậy và dung lượng cao của mạng cáp quang. Ngoài ra, thông qua việc sử dụng các kênh cáp quang, còn có truyền hình cáp, giám sát video từ xa, hội nghị video và phát sóng video, đo từ xa và các hệ thống thông tin khác. Trong tương lai, người ta dự định sử dụng việc chuyển đổi tín hiệu giọng nói thành tín hiệu quang trong mạng cáp quang.

Cơ quan giáo dục ngân sách nhà nước liên bang về giáo dục chuyên nghiệp đại học

Đại học Nghiên cứu Quốc gia St. Petersburg

công nghệ thông tin, cơ khí và quang học

Khoa IKVO Khoa MIPiU

Hướng (chuyên môn) 090900 “Bảo mật thông tin” Nhóm 2750

Trình độ chuyên môn (bằng cấp) cử nhân

Môn học “Các khái niệm của khoa học tự nhiên hiện đại”

Truyền thông sợi quang.

Hoàn thành:

sinh viên năm thứ 2

Bogopolskaya E.A.

nghiên cứu sinh khoa học kỹ thuật, phó giáo sư bộ môn PBKS

Komarova I.E.

G.S.Petersburg

1. Các khái niệm cơ bản………………………1

2.Vật liệu………………………..2

3.Lịch sử………………………………2

4.Phân loại………………….3

5. Các thành phần của đường cáp quang………7

6.Ưu điểm của truyền thông cáp quang......9

7. Nhược điểm của truyền thông cáp quang...........9

8. Ứng dụng của đường truyền thông cáp quang…….9



Truyền thông quang học

liên lạc thông qua các dao động điện từ của dải quang (thường là 10 13 -10 15 Hz). Việc sử dụng ánh sáng cho các hệ thống liên lạc đơn giản nhất (ít thông tin) đã có lịch sử lâu đời (ví dụ, xem Điện báo quang học). Với sự ra đời của tia laser cơ hội đã nảy sinh để chuyển sang phạm vi quang học các phương tiện và nguyên tắc tiếp nhận, xử lý và truyền thông tin khác nhau được phát triển cho phạm vi vô tuyến. Sự gia tăng to lớn về khối lượng thông tin được truyền đi, đồng thời, sự cạn kiệt gần như hoàn toàn của công suất tần số vô tuyến đã khiến vấn đề làm chủ phạm vi quang học cho mục đích liên lạc trở nên đặc biệt quan trọng. Ưu điểm chính của O. s. so với thông tin liên lạc ở tần số vô tuyến, được xác định bởi giá trị cao của tần số quang (bước sóng ngắn): băng thông tần số lớn để truyền thông tin, gấp 10 lần băng tần của toàn dải vô tuyến và tính định hướng cao của bức xạ với đầu vào và khẩu độ đầu ra x, khẩu độ anten nhỏ hơn đáng kể trong phạm vi vô tuyến. Ưu điểm cuối cùng của O. s. cho phép sử dụng máy phát điện có công suất tương đối thấp trong các máy phát của hệ thống thông tin quang học và tăng cường khả năng chống nhiễu và bảo mật thông tin liên lạc.

Về mặt cấu trúc đường O. s. tương tự như đường dây liên lạc vô tuyến (Xem phần liên lạc vô tuyến). Để điều chỉnh bức xạ của máy phát quang, quá trình tạo ra được điều khiển bằng cách tác động đến nguồn điện hoặc bộ cộng hưởng quang của máy phát hoặc sử dụng các thiết bị bên ngoài bổ sung để thay đổi bức xạ đầu ra theo định luật yêu cầu (xem Điều chế ánh sáng). Bằng cách sử dụng thiết bị quang đầu ra, bức xạ được tạo thành chùm tia có độ phân kỳ thấp tới thiết bị quang đầu vào, khiến nó tập trung vào bề mặt hoạt động của bộ chuyển đổi quang. Từ đầu ra sau, tín hiệu điện đi vào các nút xử lý thông tin. Lựa chọn tần số sóng mang trong hệ thống O.S. - một bài toán phức tạp, phức tạp, trong đó phải xét đến các điều kiện truyền bức xạ quang trong môi trường truyền dẫn, các đặc tính kỹ thuật của tia laser, bộ điều biến, bộ thu ánh sáng (Xem Bộ thu ánh sáng) và các bộ phận quang học. Trong hệ thống O. Hai phương pháp nhận tín hiệu được sử dụng - phát hiện trực tiếp và thu nhận tín hiệu không đồng nhất. Phương pháp tiếp nhận dị âm, có một số ưu điểm, trong đó ưu điểm chính là tăng độ nhạy và khả năng phân biệt nhiễu nền, về mặt kỹ thuật phức tạp hơn nhiều so với phương pháp phát hiện trực tiếp. Một nhược điểm nghiêm trọng của phương pháp này là sự phụ thuộc đáng kể của giá trị tín hiệu ở đầu ra của bộ tách sóng quang vào các đặc tính của đường dẫn.

Tùy thuộc vào phạm vi hoạt động của O. s. có thể được chia thành các loại chính sau: các hệ thống tầm ngắn trên mặt đất sử dụng sự truyền bức xạ trong các lớp bề mặt của khí quyển; các hệ thống trên mặt đất sử dụng các kênh dẫn ánh sáng khép kín (dây dẫn ánh sáng sợi quang, cấu trúc thấu kính gương dẫn hướng ánh sáng) để liên lạc có tính thông tin cao giữa các tổng đài điện thoại tự động, máy tính và liên lạc đường dài; các đường dây liên lạc có tính thông tin cao (chủ yếu là các đường dây chuyển tiếp) hoạt động ở gần không gian vũ trụ; đường dây liên lạc đường dài.

Ở Liên Xô và nước ngoài, một lượng kinh nghiệm nhất định đã được tích lũy khi làm việc với các dây chuyền O.S. trong các lớp bề mặt của khí quyển bằng cách sử dụng tia laser. Người ta đã chứng minh rằng sự phụ thuộc mạnh mẽ của độ tin cậy liên lạc vào điều kiện khí quyển (xác định khả năng hiển thị quang học) dọc theo đường truyền đã hạn chế việc sử dụng các đường truyền quang mở. trên khoảng cách tương đối ngắn (vài km) và chỉ để nhân đôi các đường truyền cáp hiện có, sử dụng trong các hệ thống di động có thông tin thấp, hệ thống báo động, v.v. Tuy nhiên, những dòng mở của O. s. hứa hẹn là mối liên hệ ái lực giữa Trái đất và không gian. Ví dụ, bằng cách sử dụng chùm tia laser, bạn có thể truyền thông tin qua khoảng cách xa. km với tốc độ lên tới 10 5 chút V. giây, trong khi công nghệ vi sóng ở những khoảng cách này chỉ cung cấp tốc độ truyền dẫn Truyền thông quang học10 chút V. giây. Về nguyên tắc, O. s. trong không gian có thể ở khoảng cách lên tới 10 10 km, điều không thể tưởng tượng được đối với các hệ thống truyền thông khác; tuy nhiên, việc xây dựng các đường vũ trụ của O.. kỹ thuật rất khó khăn.

Trong điều kiện trên mặt đất, hệ thống quang học hứa hẹn nhất là hệ thống sử dụng cấu trúc dẫn hướng ánh sáng khép kín. Năm 1974, khả năng sản xuất các thanh dẫn ánh sáng bằng thủy tinh với khả năng làm suy giảm tín hiệu truyền đi không quá một vài tín hiệu đã được chứng minh. db/km. Với trình độ công nghệ hiện nay, sử dụng các bộ phát điốt bán dẫn hoạt động ở cả chế độ laser (kết hợp) và không kết hợp, cáp có lõi sợi quang và bộ thu bán dẫn, có thể xây dựng đường dây liên lạc cho hàng nghìn kênh điện thoại với các bộ lặp đặt ở khoảng cách khoảng 10 km từ nhau. Công việc chuyên sâu về việc tạo ra các bộ phát laser có tuổi thọ sử dụng Truyền thông quang học 10-100 nghìn. h, sự phát triển của các thiết bị thu băng thông rộng, có độ nhạy cao, cấu trúc dẫn hướng ánh sáng hiệu quả hơn và công nghệ sản xuất các thiết bị dẫn ánh sáng ở khoảng cách xa rõ ràng sẽ khiến O.S. cạnh tranh với thông tin liên lạc thông qua các đường cao tốc cáp và chuyển tiếp hiện có trong thập kỷ tới. Có thể mong đợi rằng O. s. sẽ chiếm một vị trí quan trọng trong mạng thông tin liên lạc quốc gia cùng với các phương tiện khác. Trong tương lai của hệ thống O. với các đường dẫn hướng ánh sáng, xét về khả năng thông tin và chi phí cho mỗi đơn vị thông tin, có thể trở thành loại hình liên lạc chính và liên lạc nội bộ.

Lít.: Chernyshev V.N., Sheremetyev A.G., Kobzev V.V., Laser trong hệ thống truyền thông, M., ; Pratt W.K., Hệ thống truyền thông laser, trans. từ tiếng Anh, M., 1972; Ứng dụng của tia laser, trans. từ tiếng Anh, M., 1974.

A. V. Ievsky, M. F. Stelmakh.


Bách khoa toàn thư vĩ đại của Liên Xô. - M.: Bách khoa toàn thư Liên Xô. 1969-1978 .

Xem "Truyền thông quang học" là gì trong các từ điển khác:

    Truyền thông tin bằng ánh sáng. Các loại O. s. đơn giản nhất (không có nhiều thông tin). được sử dụng với con. thế kỷ 18 (ví dụ: bảng chữ cái semaphore). Với sự ra đời của tia laser, người ta có thể chuyển sang công nghệ quang học. loạt các phương tiện và nguyên tắc sản xuất, chế biến... ... Bách khoa toàn thư vật lý

    TRUYỀN THÔNG QUANG CM- Truyền thông quang học... Bách khoa toàn thư bách khoa lớn

    Từ điển bách khoa lớn

    truyền thông quang học- Xem thông tin quang học. Sự khác biệt trong việc sử dụng hai thuật ngữ này như sau: khái niệm quang học thường đề cập đến thiết bị truyền thông quang học và thuật ngữ sóng ánh sáng đề cập đến thiết bị xử lý tín hiệu quang học. [L.M. Nevdyaev... ... Hướng dẫn dịch thuật kỹ thuật

    Giao tiếp giữa hai hoặc nhiều điểm thông qua ánh sáng, tín hiệu ánh sáng. Việc sử dụng ánh sáng để truyền tải những thông điệp đơn giản đã có lịch sử lâu đời. Từ thời cổ đại, ánh sáng của đống lửa cảnh báo kẻ thù đang đến gần, chỉ đường... ... Bách khoa toàn thư công nghệ

    Giao tiếp thông qua dao động điện từ trong dải quang học (1013-1015 Hz), thường sử dụng tia laser. Hệ thống thông tin quang học có cấu trúc tương tự như hệ thống thông tin vô tuyến. Không gian mở và các đường truyền thông quang học trên mặt đất đầy hứa hẹn... ... từ điển bách khoa

    truyền thông quang học- optinis ryšys statusas T sritis automatika atitikmenys: engl. truyền thông quang học. quang học Kopplung, f; optische Nachrichtenübertragung, f rus. truyền thông quang học, f pranc. quang truyền thông, m … Automatikos terminų žodynas

    Giao tiếp giữa hai hoặc nhiều hơn. điểm bằng sóng điện từ quang học. phạm vi. Công suất quang Kênh liên lạc vượt quá đáng kể khả năng của các kênh tần số vô tuyến, vì bức xạ quang có tần số khoảng 10 1000 THz (1012 1015 Hz) ... Từ điển bách khoa bách khoa lớn

    Truyền thông sợi quang là một loại viễn thông có dây sử dụng bức xạ điện từ của phạm vi quang học (gần hồng ngoại) làm vật mang tín hiệu thông tin và sợi quang làm hệ thống dẫn đường... ... Wikipedia

THẾ GIỚI KỸ THUẬT SỐ VÀ KÍNH

GIỚI THIỆU

Truyền thông cáp quang có nhiều ưu điểm vượt trội so với cáp xoắn đôi và cáp đồng trục, chẳng hạn như khả năng chống nhiễu điện và băng thông chưa từng có.

Trong một phần tư thế kỷ qua, truyền thông cáp quang đã trở thành một phương pháp phổ biến để truyền video, âm thanh, các tín hiệu tương tự khác và dữ liệu số. Truyền thông cáp quang có nhiều ưu điểm vượt trội so với cáp xoắn đôi và cáp đồng trục, chẳng hạn như khả năng chống nhiễu điện và băng thông chưa từng có. Vì những lý do này và nhiều lý do khác, hệ thống truyền thông tin cáp quang đang ngày càng thâm nhập vào nhiều lĩnh vực công nghệ thông tin khác nhau.

Các hệ thống kỹ thuật số cung cấp hiệu suất, tính linh hoạt và độ tin cậy rất cao và chi phí không cao hơn các giải pháp tương tự mà chúng thay thế.

Tuy nhiên, bất chấp những ưu điểm này, các hệ thống cáp quang cho đến gần đây vẫn sử dụng công nghệ truyền tín hiệu tương tự giống như các hệ thống cáp đồng trước đây. Giờ đây, khi một thế hệ thiết bị mới đã xuất hiện, chỉ dựa trên các phương pháp xử lý tín hiệu số, truyền thông cáp quang một lần nữa đưa viễn thông lên một tầm cao hoàn toàn mới. Hệ thống kỹ thuật số cung cấp hiệu suất, tính linh hoạt và độ tin cậy rất cao và chi phí không cao hơn các giải pháp tương tự mà chúng thay thế.

Hướng dẫn này xem xét công nghệ truyền tín hiệu số qua cáp quang và những lợi thế về kinh tế và công nghệ của nó.

TRUYỀN ANALOG QUA SỢI

Để đánh giá đúng lợi ích của công nghệ kỹ thuật số, trước tiên chúng ta hãy xem xét các phương pháp truyền tín hiệu tương tự truyền thống qua cáp quang. Để truyền tín hiệu tương tự, điều chế biên độ (AM) và tần số (FM) được sử dụng. Trong cả hai trường hợp, đầu vào của bộ phát quang sẽ nhận được tín hiệu hoặc dữ liệu âm thanh và video tương tự tần số thấp, sau đó được chuyển đổi thành tín hiệu quang. Điều này được thực hiện theo những cách khác nhau.

Trong các hệ thống điều chế biên độ, tín hiệu quang là một luồng sáng có cường độ thay đổi theo sự thay đổi của tín hiệu điện đầu vào. Đèn LED hoặc tia laser được sử dụng làm nguồn sáng. Thật không may, cả hai đều phi tuyến tính, nghĩa là trong toàn bộ phạm vi độ sáng từ không có bức xạ đến giá trị tối đa, không thể quan sát được tỷ lệ giữa tín hiệu đầu vào và cường độ ánh sáng. Tuy nhiên, đây chính xác là phương pháp điều khiển được sử dụng trong các hệ thống điều chế biên độ. Kết quả là xảy ra nhiều biến dạng khác nhau của tín hiệu truyền đi:

  • giảm tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm khi chiều dài cáp tăng lên;
  • độ lợi vi sai phi tuyến và lỗi pha trong truyền tín hiệu video;
  • giới hạn dải động của tín hiệu âm thanh.

Để cải thiện chất lượng của hệ thống truyền tín hiệu sợi quang, người ta đã đề xuất sử dụng phương pháp điều chế tần số, trong đó nguồn sáng luôn tắt hoàn toàn hoặc bật hết công suất và tốc độ lặp lại xung thay đổi theo biên độ của tín hiệu đầu vào. Đối với những người quen thuộc với việc điều chế tần số tín hiệu trong kỹ thuật vô tuyến, việc sử dụng thuật ngữ này ở đây có vẻ không có cơ sở, vì trong bối cảnh hệ thống cáp quang, nó được coi là một phương pháp kiểm soát tần số của bức xạ ánh sáng. Điều này không đúng và trên thực tế sẽ đúng hơn nếu sử dụng thuật ngữ “điều chế pha xung” (PPM), nhưng trong lĩnh vực công nghệ cáp quang thì đây là thuật ngữ đã được thiết lập. Bạn phải luôn nhớ rằng từ “tần số” trong tên của phương pháp điều chế có nghĩa là tốc độ lặp lại của các xung chứ không phải tần số của sóng ánh sáng mang chúng.

Trong điều chế biên độ, mức tín hiệu đầu vào được biểu thị bằng cường độ chùm sáng

Với điều chế tần số, mức tín hiệu đầu vào được biểu thị bằng tốc độ lặp lại của xung ánh sáng
Cơm. 1. So sánh điều chế biên độ và tần số

Mặc dù việc điều chế tần số giúp loại bỏ nhiều vấn đề về kiểm soát độ sáng của trình điều khiển liên quan đến hệ thống AM nhưng nó cũng có những thách thức riêng. Một trong số đó là nhiễu xuyên âm, được biết đến trong các hệ thống FM. Đặc biệt, chúng được quan sát thấy khi truyền một số tín hiệu được điều chế tần số qua một sợi quang, chẳng hạn như khi sử dụng bộ ghép kênh. Nhiễu xuyên âm xảy ra ở máy phát hoặc máy thu do sự mất ổn định trong việc điều chỉnh các mạch lọc tín hiệu quan trọng được thiết kế để phân tách tần số sóng mang. Nếu các bộ lọc được điều chỉnh kém, các sóng mang được điều chế tần số sẽ tương tác với nhau và bị méo. Các kỹ sư cáp quang có thể thiết kế hệ thống FM để giảm thiểu khả năng nhiễu xuyên âm, nhưng bất kỳ cải tiến nào đối với thiết kế sẽ làm tăng giá thành của thiết bị.

Một loại biến dạng khác được gọi là xuyên điều chế. Giống như nhiễu xuyên âm, điều chế xuyên xảy ra trong các hệ thống được thiết kế để truyền nhiều tín hiệu qua một sợi quang. Biến dạng xuyên điều chế xảy ra thường xuyên nhất trong máy phát do sự phi tuyến tính trong các mạch chung của các sóng mang FM khác nhau. Kết quả là, trước khi nhiều sóng mang được kết hợp thành một tín hiệu quang, chúng tác động lẫn nhau, làm giảm độ chính xác của tín hiệu gốc.

HỆ THỐNG KỸ THUẬT SỐ

Cũng như các hệ thống analog, các bộ phát trong hệ thống kỹ thuật số nhận tín hiệu âm thanh và video analog tần số thấp hoặc dữ liệu số, sau đó được chuyển đổi thành tín hiệu quang. Máy thu nhận tín hiệu quang và tạo ra tín hiệu điện ở định dạng ban đầu. Sự khác biệt nằm ở cách tín hiệu được xử lý và truyền từ máy phát đến máy thu.



Cơm. 2. Hệ thống truyền tín hiệu analog kỹ thuật số

Trong các hệ thống kỹ thuật số thuần túy, tín hiệu đầu vào tần số thấp ngay lập tức được gửi đến bộ chuyển đổi tương tự sang số, là một phần của máy phát. Ở đó, tín hiệu được chuyển đổi thành một chuỗi các mức logic - số không và số một, được gọi là luồng kỹ thuật số. Nếu máy phát là đa kênh, tức là được thiết kế để hoạt động với nhiều tín hiệu, thì một số luồng kỹ thuật số sẽ được kết hợp thành một và nó điều khiển việc bật và tắt một bộ phát, xảy ra ở tần số rất cao.

Ở đầu nhận, tín hiệu được chuyển đổi ngược lại. Các luồng riêng lẻ tương ứng với các tín hiệu truyền riêng lẻ được tách khỏi luồng kỹ thuật số kết hợp. Chúng được gửi đến bộ chuyển đổi kỹ thuật số sang tương tự, sau đó chúng được xuất ra ở định dạng gốc (Hình 2).

Truyền tín hiệu kỹ thuật số thuần túy có nhiều ưu điểm so với hệ thống AM và FM truyền thống - từ tính linh hoạt và tín hiệu chất lượng cao hơn đến chi phí lắp đặt thấp hơn. Chúng ta hãy xem xét một số lợi ích chi tiết hơn và sau đó thảo luận về lợi ích kinh tế cho cả người cài đặt hệ thống và người dùng.

ĐỘ CHÍNH XÁC TRUYỀN TÍN HIỆU

Trong các hệ thống tương tự có điều chế biên độ, tín hiệu sẽ mất chất lượng tỷ lệ với đường truyền dọc theo sợi quang. Thực tế này, kết hợp với thực tế là hệ thống AM chỉ hoạt động với cáp quang đa mode, hạn chế việc sử dụng các hệ thống như vậy ở khoảng cách truyền tương đối ngắn. Hệ thống FM hoạt động tốt hơn một chút: mặc dù chất lượng tín hiệu trong chúng giảm nhưng nó vẫn gần như không đổi ở những đường dây không quá dài, chỉ giảm mạnh khi đạt đến độ dài tối đa nhất định. Chỉ các hệ thống kỹ thuật số hoàn toàn mới đảm bảo duy trì chất lượng tín hiệu khi truyền qua đường truyền cáp quang, bất kể khoảng cách giữa máy phát và máy thu cũng như số lượng kênh truyền (tất nhiên là trong khả năng của hệ thống).

Trong các hệ thống tương tự có điều chế biên độ, tín hiệu sẽ mất chất lượng tỷ lệ với đường truyền dọc theo sợi quang. Thực tế này, kết hợp với thực tế là hệ thống AM chỉ hoạt động với cáp quang đa mode, hạn chế việc sử dụng các hệ thống như vậy ở khoảng cách truyền tương đối ngắn.

Độ chính xác của việc tái tạo tín hiệu truyền đi là một vấn đề quan trọng khi phát triển các hệ thống tổ chức một số kênh truyền qua một sợi quang (bộ ghép kênh). Ví dụ, trong một hệ thống analog được thiết kế để truyền bốn kênh video hoặc âm thanh, để đáp ứng băng thông hệ thống, băng thông phân bổ cho từng kênh riêng lẻ phải được giới hạn. Trong các hệ thống kỹ thuật số, sự thỏa hiệp này không nhất thiết phải được thực hiện: một, bốn hoặc thậm chí mười tín hiệu có thể được truyền dọc theo một sợi quang mà không làm giảm chất lượng.

CHẤT LƯỢNG TÍN HIỆU CAO HƠN

Cơm. 3

Truyền tín hiệu analog ở dạng kỹ thuật số mang lại chất lượng cao hơn tín hiệu analog thuần túy. Biến dạng tín hiệu với phương thức truyền này chỉ có thể xảy ra trong quá trình chuyển đổi tương tự sang số và đảo ngược từ kỹ thuật số sang tương tự. Mặc dù không có bộ chuyển đổi nào là hoàn hảo nhưng công nghệ ngày nay tiên tiến đến mức ngay cả những bộ ADC và DAC rẻ tiền cũng cung cấp tín hiệu âm thanh và video chất lượng cao hơn nhiều so với những gì có thể đạt được với các hệ thống AM và FM analog. Có thể dễ dàng nhận thấy điều này bằng cách so sánh tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm và biến dạng phi tuyến (vi phân pha và vi sai) của các hệ thống kỹ thuật số và analog được thiết kế để truyền cùng một định dạng tín hiệu trên cùng một loại sợi quang ở cùng bước sóng.

Công nghệ kỹ thuật số mang lại cho các kỹ sư sự linh hoạt chưa từng có khi tạo ra hệ thống cáp quang. Giờ đây, thật dễ dàng tìm thấy mức hiệu suất phù hợp cho các thị trường, nhiệm vụ và ngân sách khác nhau. Ví dụ: bằng cách thay đổi độ rộng bit của bộ chuyển đổi tương tự sang số, bạn có thể tác động đến băng thông hệ thống cần thiết để truyền tín hiệu và do đó ảnh hưởng đến hiệu suất và chi phí tổng thể. Đồng thời, các đặc tính khác của hệ thống kỹ thuật số - không bị biến dạng và tính độc lập của chất lượng công việc với độ dài của đường truyền - được bảo toàn ở khoảng cách truyền tối đa. Khi thiết kế hệ thống analog, các kỹ sư luôn bị kẹt giữa chi phí của hệ thống và các đặc tính kỹ thuật của nó, cố gắng cân bằng chúng mà không ảnh hưởng đến các thông số quan trọng của tín hiệu truyền đi. Trong các hệ thống kỹ thuật số, việc mở rộng quy mô hệ thống cũng như quản lý hiệu suất và chi phí của chúng ít khó khăn hơn nhiều.

KHOẢNG CÁCH TRUYỀN KHÔNG GIỚI HẠN

Một ưu điểm khác của hệ thống kỹ thuật số so với các hệ thống tương tự trước đây là khả năng khôi phục tín hiệu mà không gây thêm biến dạng cho tín hiệu đó. Việc khôi phục này được thực hiện trong một thiết bị đặc biệt gọi là bộ lặp hoặc bộ khuếch đại tuyến tính.

Lợi thế được cung cấp bởi các hệ thống kỹ thuật số là rõ ràng. Trong đó, tín hiệu có thể được truyền qua khoảng cách vượt xa đáng kể khả năng của hệ thống AM và FM, trong khi nhà phát triển có thể chắc chắn rằng tín hiệu nhận được khớp chính xác với tín hiệu được truyền và đáp ứng các yêu cầu của thông số kỹ thuật.

Khi ánh sáng truyền qua sợi quang, cường độ của nó giảm dần và cuối cùng không đủ để phát hiện. Tuy nhiên, nếu trước khi đến nơi ánh sáng trở nên quá yếu một chút, bạn lắp đặt bộ khuếch đại tuyến tính thì nó sẽ khuếch đại tín hiệu về công suất ban đầu và có thể truyền đi xa hơn trên cùng một khoảng cách. Điều quan trọng cần lưu ý là bộ khuếch đại tuyến tính tái tạo lại luồng kỹ thuật số, điều này không có bất kỳ ảnh hưởng nào đến chất lượng của tín hiệu âm thanh hoặc video tương tự được mã hóa, bất kể bộ khuếch đại tuyến tính được tái tạo bao nhiêu lần dọc theo đường dẫn tín hiệu dọc theo sợi quang dài. đường quang.

Lợi thế được cung cấp bởi hệ thống kỹ thuật số là rõ ràng. Trong đó, tín hiệu có thể được truyền qua khoảng cách vượt xa đáng kể khả năng của hệ thống AM và FM, trong khi nhà phát triển có thể chắc chắn rằng tín hiệu nhận được khớp chính xác với tín hiệu được truyền và đáp ứng các yêu cầu của thông số kỹ thuật.

CHI PHÍ THẤP HƠN

Đánh giá nhiều ưu điểm mà hệ thống cáp quang kỹ thuật số có, có thể giả định rằng chúng sẽ có giá cao hơn nhiều so với hệ thống analog truyền thống. Tuy nhiên, thực tế không phải vậy, và ngược lại, người dùng hệ thống kỹ thuật số lại tiết kiệm được tiền của mình.

Trong một thị trường cạnh tranh, sẽ luôn có một nhà sản xuất cung cấp chất lượng kỹ thuật số ở mức giá của một hệ thống analog

Giá thành của các linh kiện kỹ thuật số đã giảm đáng kể trong những năm gần đây và các nhà sản xuất thiết bị đã có thể phát triển và cung cấp các sản phẩm có giá tương đương hoặc thậm chí thấp hơn các sản phẩm analog thế hệ trước. Tất nhiên, một số công ty muốn thuyết phục công chúng rằng chất lượng vượt trội của hệ thống kỹ thuật số chỉ có thể đạt được với mức giá cao, nhưng trên thực tế, họ chỉ đơn giản chọn không chia sẻ khoản tiết kiệm được với khách hàng của mình. Nhưng trong một thị trường cạnh tranh sẽ luôn có một nhà sản xuất cung cấp chất lượng kỹ thuật số ở mức giá của một hệ thống analog.

Hệ thống kỹ thuật số cho phép truyền nhiều thông tin hơn qua một dây cáp, do đó làm giảm nhu cầu về nó

Các yếu tố khác cũng ảnh hưởng đến chi phí lắp đặt và vận hành hệ thống cáp quang. Điều rõ ràng nhất là chi phí cáp. Hệ thống kỹ thuật số cho phép truyền nhiều thông tin hơn qua một dây cáp, do đó làm giảm nhu cầu về nó. Ưu điểm đặc biệt đáng chú ý khi các loại tín hiệu khác nhau cần được truyền đồng thời, ví dụ: video và âm thanh hoặc âm thanh và dữ liệu. Không gặp nhiều khó khăn, các kỹ sư có thể thiết kế một hệ thống kỹ thuật số với chi phí phải chăng, trong đó một sợi quang có thể mang các loại tín hiệu khác nhau, chẳng hạn như hai kênh video và bốn kênh âm thanh. Nếu sử dụng công nghệ analog, rất có thể sẽ cần phải tạo ra hai hệ thống riêng biệt hoặc tối thiểu là sử dụng hai dây cáp riêng biệt để truyền tín hiệu âm thanh và video.

Do có ít thành phần có thể bị hỏng theo thời gian hơn nên hệ thống kỹ thuật số ổn định và đáng tin cậy hơn nhiều

Ngay cả trong trường hợp nhiều tín hiệu cùng loại cần được truyền qua một sợi quang, hệ thống kỹ thuật số vẫn được ưa chuộng hơn vì chúng hoạt động đáng tin cậy hơn và cung cấp chất lượng tín hiệu cao hơn. Ví dụ: trong bộ ghép kênh video kỹ thuật số, bạn có thể truyền mười kênh với chất lượng cao như nhau, nhưng trong hệ thống analog thì điều này hoàn toàn không thể thực hiện được.

Bạn cũng nên tính đến chi phí bảo trì và sửa chữa không thể tránh khỏi qua nhiều năm vận hành của hệ thống cáp quang. Và lợi thế ở đây nằm ở hệ thống kỹ thuật số. Thứ nhất, chúng không yêu cầu thiết lập ban đầu sau khi cài đặt - bộ phát và bộ thu chỉ được kết nối qua cáp quang và hệ thống đã sẵn sàng sử dụng. Hệ thống analog thường yêu cầu điều chỉnh các thông số của một đường truyền cụ thể, có tính đến độ dài và cường độ tín hiệu của nó. Thời gian điều chỉnh bổ sung sẽ phát sinh thêm chi phí.

Máy phát và máy thu cho hệ thống kỹ thuật số rẻ hơn, mức tiêu thụ cáp thấp hơn, chi phí vận hành thấp hơn

Bởi vì có ít thành phần có thể bị hỏng theo thời gian hơn nên hệ thống kỹ thuật số ổn định và đáng tin cậy hơn nhiều. Chúng không yêu cầu điều chỉnh lại và việc khắc phục sự cố sẽ mất ít thời gian hơn nhiều vì chúng không có nhiễu xuyên âm, trôi tham số và các nhược điểm khác vốn có trong các hệ thống analog truyền thống.

Tóm tắt. Máy phát và máy thu cho hệ thống kỹ thuật số rẻ hơn, mức tiêu thụ cáp thấp hơn và chi phí vận hành thấp hơn. Hệ thống cáp quang kỹ thuật số mang lại lợi ích kinh tế rõ ràng ở mọi cấp độ.

KẾT LUẬN

Giống như công nghệ cáp quang có nhiều ưu điểm so với dây đồng và cáp đồng trục truyền thống, truyền dẫn kỹ thuật số đưa công nghệ cáp quang lên một tầm cao mới, mang đến cho người dùng một loạt lợi ích hoàn toàn mới. Các hệ thống kỹ thuật số có các đặc điểm độc đáo: độ chính xác của việc truyền tín hiệu trên toàn bộ chiều dài của đường truyền, độ méo được giới thiệu ở mức tối thiểu (bao gồm cả việc không có biến dạng chéo và xuyên điều chế), khả năng khôi phục nhiều lần luồng kỹ thuật số khi truyền nó qua một đường dài mà không cần làm ảnh hưởng đến chất lượng của tín hiệu analog được mã hóa trong đó. Điều này đảm bảo mức độ trung thực của tín hiệu analog mà các hệ thống analog không thể đạt được.

Giá linh kiện cho hệ thống cáp quang kỹ thuật số và analog là tương đương nhau và khi xem xét chi phí lắp đặt, vận hành và bảo trì, hệ thống kỹ thuật số mang lại lợi ích kinh tế rõ ràng.

Khi thiết kế một hệ thống cáp quang mới, đừng lãng phí thời gian để phân tích ưu điểm và nhược điểm của hệ thống kỹ thuật số và analog, vì sự lựa chọn khá rõ ràng: hệ thống kỹ thuật số tốt hơn về mọi mặt. Sẽ hữu ích hơn nhiều nếu bạn chỉ giới hạn bản thân ở những sản phẩm đó và chọn những sản phẩm phù hợp nhất với nhu cầu của bạn. Ngay cả trong số các hệ thống kỹ thuật số cũng có rất nhiều giải pháp. Dưới đây là một số câu hỏi có thể giúp bạn đánh giá chúng:

  • Việc cài đặt hệ thống có dễ dàng không?
    • Nếu người dùng có thể cấu hình máy phát và máy thu thì việc thực hiện việc này có dễ dàng không và những thách thức là gì?
  • Thiết kế của thiết bị có nhỏ gọn, bền bỉ và đáng tin cậy không?
  • Các thiết bị có sẵn trong vỏ máy tính để bàn hoặc được thiết kế để gắn trên giá không? Có những lựa chọn nào cho cả hai loại nhà ở này không?
    • Các thiết bị này có phù hợp để sử dụng với cả sợi đơn mode và sợi đa mode không?
    • Nhà sản xuất có đủ kinh nghiệm và uy tín trên thị trường cho sản phẩm mình cung cấp không?
    • Giá của sản phẩm so với giá của hệ thống analog truyền thống như thế nào? (Thiết bị kỹ thuật số được sản xuất không đắt hơn thiết bị analog và giá thành của chúng không được cao hơn).

Phân tích thị trường và so sánh đặc điểm của các sản phẩm tương tự sẽ cho phép bạn lựa chọn cuối cùng các thành phần của hệ thống cáp quang kỹ thuật số sẽ phục vụ bạn một cách trung thực trong nhiều năm.

Trong các mạng truyền dữ liệu, cáp quang mang lại một số ưu điểm: không bị ảnh hưởng bởi nhiễu điện từ, truyền tín hiệu với tốc độ rất cao trên khoảng cách xa mà không cần bộ lặp, v.v. Để kết hợp cáp quang với mạng hiện có thiết bị được kết nối bằng dây đồng thì cần có bộ chuyển đổi, ví dụ như bộ chuyển đổi cáp quang của ADFweb.

LLC "Krona", St. Petersburg

Một chút về các điều khoản

Một bộ chuyển đổi là một bộ chuyển đổi. Không rõ tại sao công cụ chuyển đổi từ tiếng Anh lại thay thế công cụ chuyển đổi từ tương đương bằng tiếng Nga. Tuy nhiên, trong thời đại công nghệ đã khá lâu, nhiều thiết bị khác nhau đã nhận được cái tên này, điểm giống nhau duy nhất giữa chúng là chức năng chuyển đổi. Tại sao bộ chuyển đổi không được gọi là bộ chuyển đổi, tại sao một từ nước ngoài đã bén rễ, chỉ có tiếng Nga mới biết.

Ưu điểm của cáp quang

Trong các mạng truyền dữ liệu được xây dựng trên cơ sở công nghệ Ethernet, tín hiệu có thể được truyền qua cả dây đồng và cáp quang, chỉ trong trường hợp đầu tiên, việc này được thực hiện bằng điện và trong trường hợp thứ hai - sử dụng ánh sáng. Ánh sáng không chỉ cho phép thông tin được truyền đi một khoảng cách xa hơn với tốc độ lớn hơn mà còn giúp sợi quang có khả năng miễn nhiễm tuyệt đối với bất kỳ loại nhiễu điện từ nào.

Dây đồng truyền thống dễ bị nhiễu điện từ bên ngoài, làm méo tín hiệu. Nhưng có nhiều nguồn có khả năng tạo ra sự can thiệp này! Vì vậy, để đảm bảo các thiết bị điện tử không bị treo hoặc hỏng hóc, bus dữ liệu phải được tách biệt cẩn thận khỏi bus nguồn.

Ngoài ra, tín hiệu đi qua dây đồng bị suy giảm khá nhanh nên cần có bộ lặp, hoặc để sử dụng lại thuật ngữ truy tìm, bộ lặp - thiết bị cập nhật nó. Các bộ lặp phải được đặt khá gần nhau - khoảng một trăm mét. Nếu chúng ta tính đến khoảng cách mà một mạng công nghiệp có thể bao phủ thì rõ ràng là cần có nhiều thiết bị như vậy.

Cáp quang cung cấp kết nối nhanh chóng, đơn giản, đáng tin cậy đồng thời cho phép cách ly điện và điện tuyệt đối. Do đó, khi sử dụng cáp quang, không cần phải tách bus dữ liệu khỏi bus nguồn và ngoài ra, không có nguy cơ toàn bộ mạng lưới các thiết bị sẽ bị hỏng nếu một nút bị lỗi (ví dụ khi bị tấn công bởi sét). Tất cả các thành phần mạng khi kết nối qua cáp quang đều được cách ly hoàn toàn với nhau nên nếu một trong các nút mạng bị hư hỏng về điện thì hư hỏng này không lan sang các nút còn lại. Và cuối cùng, việc chẩn đoán trạng thái của mạng và bản địa hóa ngay thành phần bị lỗi của nó sẽ dễ dàng hơn nhiều.

Cáp quang có thể được sử dụng cho các loại mạng khác nhau; nó cho phép bạn kết nối các nút ở khoảng cách rất xa. Và ngoài ra, cáp quang có “băng thông” lớn hơn nhiều so với lõi đồng, nói cách khác, một lượng thông tin lớn hơn rất nhiều có thể được truyền qua cáp quang trong một đơn vị thời gian, điều này đóng vai trò quan trọng trong quy mô của một doanh nghiệp công nghiệp.

Vì vậy, để tóm tắt những gì đã nói, những ưu điểm của việc kết nối bằng cáp quang bao gồm:

Miễn nhiễm với nhiễu điện từ và tĩnh điện;

Tốc độ tiếp nhận/truyền thông tin cao;

Kết nối thuê bao ở khoảng cách xa;

Bảo mật và chức năng.

Không thể nói cáp quang luôn tốt hơn cáp đồng về mọi mặt. Cáp đồng có ưu điểm của nó. Ví dụ, nó rẻ hơn và không dễ vỡ như cáp quang. Tuy nhiên, có một số lĩnh vực công nghiệp mà việc sử dụng cáp quang là hoàn toàn hợp lý:

Tổ hợp dầu khí;

Nhà máy điện, bao gồm cả hạt nhân;

Viễn thông;

Hệ thống điều khiển và giám sát từ xa;

Thuốc.

Tất cả những điều này đã dẫn đến thực tế là ngày nay nhiều doanh nghiệp đang chuyển sang sử dụng cơ sở hạ tầng cáp quang. Trong trường hợp này, rất thường cần có một thiết bị cho phép bạn kết hợp cáp quang với thiết bị mạng hiện có được điều chỉnh cho cơ sở hạ tầng “đồng”.

Để chuyển các mạng hiện có sang cáp quang, các bộ chuyển đổi đã được phát triển cho phép bạn kết nối các thiết bị có RS, Ethernet và các đầu ra khác với cáp quang. Bộ chuyển đổi giúp chuyển tiếp các mạng/bus hiện có (LAN/Ethernet, CAN, cổng nối tiếp RS‑232, RS‑485) thông qua cáp quang, đảm bảo độ tin cậy và chức năng của chúng. Hơn nữa, các mạng này có thể được chuyển tiếp thông qua cùng một kết nối vào cùng một thời điểm. Có thể sử dụng cấu trúc liên kết mạng với bất kỳ sự kết hợp nào của cáp quang, cả chế độ đơn và đa chế độ.

Bộ chuyển đổi cáp quang từ ADFweb

Công ty KRONA giới thiệu hai loại bộ chuyển đổi cáp quang ADFweb: “kinh tế” và “tiên tiến”.

Bộ chuyển đổi dòng phổ thông, HD67072, HD67074 và HD67075, cho phép bạn kết nối các thiết bị có cổng RS hoặc USB thông qua cáp quang đa mode qua bốn cấu trúc liên kết mạng khác nhau:

Point To Point (kết nối trực tiếp, point to point): một thiết bị được kết nối trực tiếp với thiết bị khác bằng cáp quang;

Vòng lặp đơn (vòng): một số thiết bị được kết nối nối tiếp bằng cáp quang với một vòng lặp ngược, nghĩa là kết nối thiết bị đầu tiên với thiết bị cuối cùng;

Vòng lặp đôi: Nhiều thiết bị được kết nối nối tiếp bằng hai cặp cáp quang. Trong trường hợp này, các kết nối được lặp thành một vòng đôi. Kết nối này cực kỳ đáng tin cậy;

Multi-Drop (in-line): Nhiều thiết bị được kết nối nối tiếp bằng hai sợi cáp quang. Trong trường hợp này, không cần lặp lại kết nối.

Cơm. Bộ chuyển đổi HD67702 từ ADFweb

Bộ chuyển đổi dòng tiên tiến HD67701 và HD67702 cho phép kết nối qua cả cáp đa chế độ và cáp đơn chế độ. Chúng cho phép bạn kết nối các thiết bị với cổng Ethernet, CAN, RS-232 hoặc RS-485 bằng cách sử dụng bốn cấu trúc liên kết mạng giống nhau được liệt kê ở trên.

Dòng cao cấp tất nhiên sẽ có giá cao hơn, một phần do sử dụng cáp đơn mode. Sợi đa mode có đường kính lõi rộng hơn, khiến sóng ánh sáng truyền qua nó với tốc độ chậm hơn và suy giảm nhanh hơn. Trong sợi quang đơn mode, đường kính lõi rất nhỏ (8 micron) nên chỉ có một chùm tia laser tạo ra truyền qua nó dọc theo một đường duy nhất - mode. Nhờ đó, tốc độ tín hiệu cực kỳ cao (từ 10 Gb) và tốc độ suy giảm chỉ 0,5 dB/km. Loại cáp này đắt hơn vì nó được tạo ra bằng các công nghệ phức tạp hơn, nhưng ở các doanh nghiệp lớn, chi phí này là hợp lý.

Ngoài ra, các dòng thiết bị tiên tiến còn có các khả năng sau:

Đã phân phối đầu vào/đầu ra;

Tạo bản đồ liên kết đầu ra với đầu vào;

Cung cấp khả năng đọc trạng thái của đầu vào/đầu ra thông qua các lệnh Modbus tiêu chuẩn.

Bộ chuyển đổi dòng nâng cao cung cấp quyền truy cập vào dữ liệu chẩn đoán thông qua các thanh ghi Modbus tiêu chuẩn, cho phép chúng dễ dàng tích hợp với các hệ thống điều khiển hiện có (ví dụ: được kết nối với hệ thống SCADA).

Một ưu điểm quan trọng của bộ chuyển đổi dòng HD67701 và HD67702 là với sự trợ giúp của chúng, bạn có thể “chuyển tiếp” tối đa 6 mạng hiện có cùng lúc qua một cáp quang, bao gồm 4 mạng nối tiếp (ví dụ: Modbus RTU), một mạng CAN (ví dụ: CANopen) và một mạng Ethernet (ví dụ: PROFINET hoặc Modbus TCP).

Có thể kết hợp các bộ chuyển đổi này với các mô-đun đầu vào/đầu ra, trong đó có 4 đầu vào và đầu ra riêng biệt. Nhờ các mô-đun này, có thể định tuyến các điểm tiếp xúc khô thông qua cáp quang trên một khoảng cách dài.

Tính sáng tạo là khả năng tạo bản đồ để liên kết đầu vào với đầu ra: một đầu vào được kết nối với một số đầu ra. Do đó, bằng cách sử dụng hai khối tín hiệu đầu vào và đầu ra, giữa đó có cáp quang, “bằng cách nhấn một nút”, bạn sẽ bật một số máy bơm nằm cách nút này 50 km.