في الوقت الحاضر ، ازداد النمو في تكنولوجيا المعلومات باستخدام أنظمة الاتصالات الحالية. خاصة، OFC (اتصالات الألياف الضوئية) يلعب دورًا أساسيًا في تطوير نظام الاتصالات بسرعة وجودة عالية. في الوقت الحاضر ، تشتمل تطبيقات الألياف الضوئية بشكل أساسي على أنظمة الاتصالات وأيضًا في الإنترنت والشبكات المحلية (شبكات المنطقة المحلية) لتحقيق معدلات إشارة عالية. الألياف الضوئية تواصل تشتمل الوحدة النمطية بشكل أساسي على وحدة الإرسال مثل PS-FO-DT بالإضافة إلى وحدة الاستقبال مثل PS-FO-DR. يمكن إجراء اتصالات نقل واستقبال البيانات الرقمية بالألياف الضوئية باستخدام كابل الألياف البلاستيكية. تتناول هذه المقالة نظرة عامة على أجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية ومواصفاتها.
ما هي أجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية؟
الألياف الضوئية نظام الاتصال يتضمن بشكل أساسي جهاز إرسال وجهاز استقبال حيث يوجد جهاز الإرسال على أحد طرفي كابل الألياف ويكون جهاز الاستقبال موجودًا على الجانب الآخر من الكبل. تستخدم معظم الأنظمة جهاز إرسال واستقبال والذي يعني وحدة تتضمن جهاز إرسال واستقبال. مدخل جهاز الإرسال هو إشارة كهربائية ويتحول إلى إشارة ضوئية من LED أو الصمام الثنائي ليزر.
وصلة بيانات الألياف الضوئية
يتم توصيل إشارة الضوء من طرف المرسل بكابل الألياف باستخدام موصل ويتم بثها عبر الكابل. يمكن توصيل إشارة الضوء من طرف الألياف بجهاز استقبال أينما يتغير الكاشف من الضوء إلى إشارة كهربائية ، فسيتم تكييفه بشكل مناسب لاستخدامه بواسطة جهاز الاستقبال.
الارسال
في نظام FOC ، يكون مصدر الضوء مثل LED أو الصمام الثنائي بالليزر يستخدم كجهاز إرسال. تتمثل الوظيفة الرئيسية لمصدر الضوء مثل LED / Laser في تغيير الإشارة الكهربائية إلى إشارة ضوئية. مصادر الضوء هذه عبارة عن أجهزة شبه موصلة صغيرة تعمل بكفاءة على تحويل الإشارة الكهربائية إلى إشارة ضوئية. تتطلب مصادر الضوء هذه توصيلات إمداد الطاقة ودائرة التعديل. يتم توصيل كل هذه بشكل عام داخل حزمة IC واحدة. أفضل مثال على المرسل يؤدى هو HFBR 1251. هذا النوع من المصابيح يتطلب دائرة تشغيل خارجية. هنا يمكننا استخدام IC 75451 لقيادة مصدر الضوء.
مواصفات جهاز الإرسال
- نوع LED متصل بالتيار المستمر
- موصلات الواجهة هي مقبس 2 مم
- الطول الموجي للمصدر هو 660 نانومتر
- تيار العرض بحد أقصى 100 مللي أمبير
- المنفذ التسلسلي ماكس 232 إيك سائق
- نوع إشارة الإدخال عبارة عن بيانات رقمية
- مشغل LED موجود على متن IC Driver
- واجهة LED عبارة عن غطاء ذاتي القفل
- أعلى جهد دخل هو + 5 فولت
- سرعة معدل البيانات 1 ميجابت في الثانية
- العرض الجهد + 15V DC
مصادر جهاز إرسال الألياف البصرية
يستخدم جهاز إرسال الألياف البصرية مصادر تستند إلى عدة معايير مثل الثنائيات ، ليزر DFB ، ليزر FP ، VCSEL ، إلخ. وتتمثل الوظيفة الرئيسية لهذه المصادر في التغيير من إشارة كهربائية إلى إشارة ضوئية. كل هذه أجهزة أشباه الموصلات.
يتم تصنيع مصابيح LED و VCSELs على رقائق أشباه الموصلات لإنتاج ضوء من خارج الشريحة ، بينما ينبعث ليزر f-p من سطح الرقاقة باعتباره تجويف ليزر يتكون داخل مركز الشريحة.
مخطط كتلة أجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية
تتميز نواتج مصابيح LED بمخرجات طاقة منخفضة مقارنة بأشعة الليزر. عرض النطاق الترددي لمصابيح LED أقل مقارنةً بأشعة الليزر نظرًا لطرق تصنيع مصابيح LED و VCSELs ، فهي غير مكلفة في البناء. لكن الليزر غالي الثمن بسبب تجويف الليزر داخل الجهاز.
مواصفات مصادر الألياف البصرية المختلفة
مصادر الألياف الضوئية المختلفة هي LED و Fabry-Perot Laser و DFB Laser و VCSEL
لمصباح LED
- الطول الموجي نانومتر هو 850 ، 1300
- الطاقة في الألياف بالديسيبل هي -30 إلى -10
- عرض النطاق الترددي هو<250 MHz
- نوع الألياف مم
ليزر فابري بيروت
- الطول الموجي بالنانومتر هو 850 ، 1310 (1280-1330) ، 1550 (1480-1650)
- تتراوح الطاقة في الألياف بالديسيبل من 0 إلى +10
- عرض النطاق الترددي> 10 جيجا هرتز
- أنواع الألياف هي MM ، SM
ليزر DFB
- الطول الموجي نانومتر هو 1550 (1480-1650)
- تتراوح الطاقة في الألياف بالديسيبل من 0 إلى +25
- عرض النطاق الترددي> 10 جيجا هرتز
- نوع الألياف هو SM
بالنسبة لـ VCSEL
- الطول الموجي نانومتر هو 850
- الطاقة في الألياف بالديسيبل هي -10 إلى 0
- عرض النطاق الترددي> 10 جيجا هرتز
- نوع الألياف مم
الألياف البصرية
الألياف الضوئية هي وسيط الإرسال داخل أنظمة FOC. هنا ، الألياف الضوئية هي الشعيرة الشفافة والمطاطة التي تنقل الضوء من طرف جهاز الإرسال إلى طرف المستقبل. عندما تدخل الإشارة الضوئية في نهاية الألياف المرسل ، ينتقل نظام الاتصال البصري إلى نهاية المستقبل باستخدام الألياف الضوئية.
المتلقي
في نظام FOC ، يمكن استخدام جهاز الكشف الضوئي كمستقبل. تتمثل الوظيفة الرئيسية للمستقبل في تغيير إشارة البيانات الضوئية إلى إشارة كهربائية. هذا ال أشباه الموصلات الثنائي الضوئي في جهاز الكشف الضوئي في نظام FOC الحالي. هذا جهاز صغير يتم تصنيعه بشكل عام بالاشتراك مع الدوائر الكهربائية لتشكيل حزمة IC لتقديم اتصالات مثل مزود الطاقة وتضخيم الإشارة. أفضل مثال على جهاز الكشف الضوئي للمستقبل هو HFBR 2521. يشتمل هذا النوع من الثنائي الضوئي على دائرة سائق لذا فهو لا يتطلب دائرة تشغيل خارجية.
مواصفات جهاز الاستقبال
- نوع الثنائي الضوئي هو DC مقترن
- موصل الواجهة هو مقبس 2 مم
- يتراوح الطول الموجي للديود من 660 نانومتر إلى 850 نانومتر
- الحد الأقصى للعرض الحالي هو 50mA
- سرعة نقل البيانات 5 ميجابت في الثانية
- مؤشر الكسوة المصنوعة من الألياف 1.402
- واجهة ملف الثنائي الضوئي هو غطاء القفل الذاتي
- الكبل البصري عبارة عن ألياف بلاستيكية متعددة الأنماط
- سائق الاستقبال هو سائق الصمام الثنائي الداخلي
- المنفذ التسلسلي هو Max232 IC Driver
وبالتالي ، فإن هذا كله يتعلق بأجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية. ال الألياف البصرية المصدر المستخدم في جهاز الإرسال هو LED ، وإلا فإن مصدر الليزر والإلكترونيات لتكييف الإشارة تستخدم بشكل أساسي لإضافة إشارة إلى الألياف. يلتقط جهاز الاستقبال في الألياف الضوئية إشارة الضوء من FOC ، ويفك تشفير المعلومات الثنائية وينقلها إلى إشارة كهربائية.
يمكن نقل البيانات من مصدر LED إلى جهاز إرسال عبر إشارة كهربائية. بعد ذلك ، يأخذ المعلومات الثنائية وينقلها في اتجاه إشارة ضوئية. يمكن إرسال إشارة الضوء عن طريق FOC حتى تصل إلى جهاز الاستقبال. ثم يستقبل المستقبل إشارة ضوئية لفك تشفيرها مرة أخرى إلى إشارة كهربائية للسماح للمشغل بدراسة المعلومات الثنائية. يعد جهاز الإرسال والاستقبال FOC نوعًا واحدًا من الأجهزة التي توحد وظائف جهاز الإرسال والاستقبال.
