Hvernig optíski sendirinn er þróaður og virkar
Notkun ljósbylgna til að senda sjónvarpsmerki og gagnaupplýsingar er ný vísindi og tækni sem þróuð var í lok 20. aldar. Útlit hennar hefur gert heiminum kleift's upplýsingaiðnaður að þróast hratt. Nú er ljósleiðaraflutningstæknin að þróast á hraða umfram fólk'ímyndunarafl. Sjónsendingarhraði hans er 100 sinnum meiri en fyrir 10 árum og er áætlað að hann muni aukast um það bil 100 sinnum í framtíðarþróun. Með stöðugri þróun ljósleiðaraflutningstækni er hægt að framkvæma margföldun, demultiplexing, leið og skiptingu á sjónsviðinu. Netið getur notað mikla bandbreiddarauðlind ljósleiðara til að auka netgetu og átta sig á "gagnsæjum" flutningi margra þjónustu.
Sjónflutningskerfið er aðallega samsett af sjón sendum, sjónviðtökum, ljósskiptum, ljósleiðara og öðrum hlutum.
I. Grunnregla um ljósleiðarasendingu ljósmerkja
Ljóssending er tækni sem sendir í formi ljósmerkja milli sendanda og móttakanda. Vinnuferlið við sjónsendingu sjónvarpsmerkja fer fram á milli sjónsendisins, ljósleiðarans og ljósleiðarans; sjónsendirinn í miðlægu tölvuherberginu breytir inntaks RF sjónvarpsmerkinu í sjónmerki, sem samanstendur af rafmagns/sjónbreyti (rafmagns-sjónbreytir (E/O) er lokið og umbreytt ljósmerkið er tekið á móti af Móttakatæki fyrir ljósleiðarasendingar (sjónmóttakari), og ljósleiðarinn breytir ljósmerkinu sem fæst frá ljósleiðaranum í rafmagnsmerki. Þess vegna er grunnreglan um ljóssendingarmerkið allt ferlið rafmagns / sjón- og ljósleiðara. rafmagnsbreyting, sem einnig er kallað sjónræn hlekkur.
Núverandi sjónsendingaraðferð notar ljósstyrksmótun. Sem dæmi má nefna að ljósgeislatæki sem byggir á leysi gefur frá sér svokallað samhangandi ljós með sama fasa. Þess vegna er mótunaraðferð sem breytir heildarljósstyrknum tekin upp. Það notar línulega breytingu á úttaksljósaflinu sem samsvarar breytingunni á inntaksmerkjastraumi rafmagns/sjónbreytisins. einkennandi.
Í Optical-Electric Transducer (O/E) er úttaksstraumurinn í réttu hlutfalli við styrkleika sjónmerkisins. Úttaksstraumsbylgjulögun ljós-/rafbreytisins er því svipuð inntaksstraumsbylgjuformi raf-/sjónbreytisins, sem nær tilgangi merkjasendingar.
Svo, hvernig leiðir ljósleiðarinn ljósmerkið? Sem stendur er ljósleiðarinn sem notaður er í kapalsjónvarpskerfinu sívalur ljósleiðari, sem samanstendur af ljósleiðarastrokka og klæðningu og er kvarsglerefni. Klæðningin gegnir því hlutverki að umlykja ljósið þétt í ljósleiðaranum, vernda kjarnann og auka styrk ljósleiðarans sjálfs. Hlutverk trefjakjarna er að senda sjónmerki. Þó að bæði kjarninn og klæðningin séu úr kvarsglerefnum, þá er munur á lyfjasamsetningu þeirra tveggja við framleiðslu, sem leiðir til mismunandi brotstuðuls (kjarninn er 1.463~ 1.467 og klæðningin er 1.45~1.46), er auðvitað líka tengt mismunandi efnum sem notuð eru. Þegar ljósgjafinn sem leysirinn gefur frá sér fer inn í kjarna trefjarins, þegar ljósið fer inn í viðmót klæðningarinnar, svo framarlega sem innfallshornið er stærra en mikilvæga hornið, mun heildarendurkastið eiga sér stað í kjarnanum og ljósið. mun ekki leka í klæðninguna. Ljósmerkið í kjarnanum mun halda áfram að dreifa sér óslitið þar til því er beint að sjónviðtakandanum. Þetta ferli er grundvallarreglan um sendingu ljósmerkja í ljósleiðara.
II. Bjögun í sjónsendingu
Þegar ljós berst í ljósleiðara verður einnig einhver röskun. Ástæður röskunar eru eftirfarandi:
(1) Í ljósleiðaraflutningskerfinu, vegna ólínuleika rafmagns/sjónumbreytingareiginleika hálfleiðara leysisins, er úttaksljósmerki í ósamræmi við breytingu á örvunarstraumi, sem leiðir til röskunar, sem kallast mótunarbjögun. Gildi mótunarvísitölu M má ekki vera of stórt. Nauðsynlegt er að velja sjónsendi með afkastamikilli og sterkri forbjögunarvinnslutækni. Forbjögunarvinnslutæknin notar gervihönnun til að búa til forbjögun til að bæta línuleika mótunar, til að útrýma og draga úr ljósleiðaraflutningskerfinu. Tilgangur CSO og CTB.
(2) Í ljóssendingarkerfinu, þar sem aksturs-RF-magnarinn og móttöku-RF-magnarinn hafa litla möguleika á röskun, getur línuleg PIN-ljósdíóða hunsað lítilsháttar röskun vegna þess að merkjastigið er ekki of hátt. Helsta ástæðan er röskun á eiginleikum hálfleiðara leysigeislamótunar og trefjadreifingu.
(3) Þegar leysirinn er að stilla styrk ljóssins mun bylgjulengd ljóssins breytast og viðbótar tíðnimótun mun birtast, sem mun víkka merki tíðnina og valda chirp áhrifum, sem kemur aðallega fram sem CSO röskun.
(4) Dreifingareiginleikar ljósleiðarans munu valda mismun á hóptöfum mismunandi bylgjulengda, sem leiðir til röskunar af völdum ósamkvæmra komutíma í flugstöðinni, aðallega CSO röskun.
Bjögunin sem framleidd er í ljósleiðaraflutningskerfinu er aðallega CSO röskun og CTB röskun er mun minni en CSO röskun. Til að tryggja flutningsgæði kerfisins og gera kerfisflutnings- og hávaðahlutfallið og röskunafköst innan hæfilegs bils, eru ráðstafanir sem gerðar eru almennar. Notaðu CNR-vísa til að halda jafnvægi á CSO- og CTB-vísa. Ef þú hækkar eða lækkar CNR gildið um 1dB, þá mun CSO versna eða batna um 1dB og CTB vísitalan mun versna eða batna um 2dB.
III. Vinnureglur sjónsendisins
Mikilvægasta ljóstækið í sjónsendi er hálfleiðara leysirinn. Í raun er það leysidíóða (LD). Sumir nota auðvitað ekki laserdíóða heldur hálfleiðara ljósdíóða (Light Emitting Diode, LED). af.
1310nm sjónsendir notar almennt beina mótunarstillingu (sýndar hliðarband-amplitude mótun, VSB-AM ham). Hlutverk þess er að breyta rafmerkjum í sjónmerki, sem hægt er að ná með því að breyta aflgjafa sprautaða leysisins í gegnum ytri hringrás. Forspennurásin sem hún setur getur veitt besta hlutdrægni aflgjafa fyrir leysirinn. Lasarinn mun hafa mismunandi afköst þegar hlutdrægni er öðruvísi. Til að tryggja stöðugt framleiðsla ljósafls ætti að hanna sjálfvirka stjórnrás fyrir sjónafl og leysihitastig, svo sem notkun örtölva til að ná sem bestum vinnuástandi sjálfvirkrar stjórnunar sjónsendisins.
Lasarar eru mikið notaðir sem ljóssveiflur (þ.e. ljósgeislatæki), sem treysta á samspil orkuástands leysiefnisins og ljóssins.
Til þess að leysirinn virki þarf að vera ákveðinn straumur. Það er ákveðið samband á milli stærðar þessa straums og ljósstyrks. Þegar straumurinn er aukinn eykst ljósstyrkurinn verulega. Þetta gefur til kynna að leysirinn hafi byrjað að virka. Þetta gerir laserinn að virka. Straumurinn er kallaður þröskuldsstraumur. Því minni sem hann er, því betra, því hann hefur nú þegar gert leysinum kleift að virka. Ef þröskuldsstraumurinn heldur áfram að aukast mun úttaksmettunarsvæðið myndast. Þegar mettunarsvæðisstraumurinn nær ákveðnu gildi verður merkið sent. Hvað varðar aflið sem þarf fyrir ljósleiðarasendingu, getur framleiðsla afl nokkurra megavötta á línulegu svæðinu uppfyllt kröfur um langlínusendingar merkja og upplýsinga. Til viðbótar við magn ljósstyrks eru sendingargæði ljóss einnig tengd vandamálum eins og litróf og hávaða.
Fjölbylgjulengdarrófið hentar ekki fyrir sendingu hágæða hliðræns merkja. Jafnvel þótt það virki í stakri stillingu, hefur losunarróf þess breidd. Því þrengri sem breiddin er, því hreinni verður ljósbylgjan og því tímasamstæðari verður hún. Það er ljósbylgjur með góðu samræmi. Ljósbylgjan með gott samhengi þarf ekki linsur og önnur tæki til að sameina hana í lítinn blett og hún er hentugri fyrir tíðni ljósleiðara.
IV. Vinnureglur sjón-móttakarans
Aðalhluti sjónviðtakarans er ljósnemarinn, það er hárnæm ljósdíóða (PIN). Ljósdíóðan notar ljósrafmagnsáhrif hálfleiðarans til að ljúka uppgötvun sjónmerkisins þannig að ljósmerkið sé endurheimt í RF sjónvarpsmerkið og síðan RF merki Eftir mögnun og AGC stigstýringu er hæft RF merki gefið út fyrir net dreifingu.
Helstu tækni sjónviðtaka er C/N, C/CTB og C/CSO. Þessir þrír tæknilegu vísbendingar eru allir ákvörðuð af frammistöðu ljósumbreytingareiningarinnar. Ef um er að ræða sama ljósaflinntak er RF-stig umbreytingarúttaksins öðruvísi. Þegar umbreytingarskilvirkni ljósaeiningarinnar er mikil, er framleiðsla hennar Jafnvel þótt stigið sé hátt, er C/N-gildisvísitalan sem hún færir góð og öfugt, C/N-gildisvísitalan verður verri. Tveir tæknivísar C/CSO og C/CTB eru ákvörðuð af línuleika ljósaeiningarinnar. Hágæða ljósafmagnseiningar leyfa stærra móttökuaflsvið undir sömu C/CSO og C/CTB vísum.
V. Þróunarhorfur ljóstækja
Með stöðugri uppfærslu ljósleiðaraflutningstækni í breiðbandsnetum og stöðugri endurbótum á fjölvirkri þjónustu verða kröfur um flutningseiginleika ljóstækja og ljósleiðara sífellt hærri og hærri. Tímabil ljósleiðara sem koma í stað koparvíra er loksins að koma. Með fótspor upplýsingaaldar Með tilkomu eru þróunarhorfur ljóssendingartækni mjög víðtækar.
Val og notkun ljóssenda
Sjónsendirinn er kjarnabúnaður ljósleiðaraflutningskerfisins. Hlutverk þess er að stilla útvarpsbylgjusjónvarpsrafmagnsinntak inn í sjónsendir til að ná fram raf- og sjónbreytingu (E/O) og senda samfelld, stöðug og áreiðanleg sjónmerki til ljósleiðarakerfisins. Tegundir sjónsenda sem eru á markaðnum sem nú eru á markaðnum: samkvæmt mismunandi mótunaraðferðum þeirra er þeim skipt í tvær gerðir: beint stilltir sjónsendar og ytra mótaðir sjónsendar. Beint stýrðir sjónsendar eru aðallega notaðir í 1310nm ljósleiðarakerfum og ytri stilltir ljósleiðarar eru aðallega notaðir í 1550nm ljósleiðarakerfum. Burtséð frá því hvort um er að ræða beint stilltan eða ytra mótaðan sjónsendi, þá er kjarnihluti hans samsettur af leysigeislum.
Stilltu leysisendann beint
1. Samsetning
Samsetning sjónsendar með beinni mótun, auk kjarnahluta DFB leysirhluta, eru aflgjafi, leysir hlutdrægni hringrás, leysir hægur byrjun hringrás, yfirálagsvörn hringrás og drif verndar hringrás, afl stjórna og kælingu stýrirás, ljós uppgötvunarrás, bjögunarjöfnunarrás, ljósnema (PIN) flís (fyrir ljósaflskynjun og sjálfvirka aflstýringu), hálfleiðara ísskáp og hitastýri fyrir tvíhliða sjálfvirkt hitastig eftirlit (ATC) osfrv.
2. Vinnuferli
Inntaksmerki sjónsendisins er sjónvarpsútvarpstíðni (RF) merki. Í framendanum er mörgum útvarpsmerkjum blandað saman í eitt merki með multiplexer og síðan send í inntak sjónsendar. Eftir að hafa verið magnaður upp með formagnara er það rafstýrð deyfing, brenglunarjöfnun og sjálfvirk stjórn á aflstigi. , Og keyrðu síðan leysiflöguna til að framkvæma rafmagns / sjón mótun, og umbreyta rafmerkinu í sjón mótunarmerki. Með því að bæta sjóneinangrunarbúnaði við úttaksendann getur það dregið verulega úr áhrifum endurkastaðrar ljósbylgju frá ljósleiðara á leysirinn. Ljósmerkið er sent til ljósleiðarans í gegnum sjón-hreyfanlega samskeytin og sjónmerkið er sent til hvers sjónpunkts í gegnum sjónkapalinn.
Það má sjá að sendingarkraftur og ólínuleg röskun leysisins fer eftir hlutdrægni straumsins (IO), þannig að sjónsendirinn er búinn hlutdrægni hringrás og röskunjöfnunarrás leysisins til að tryggja stöðugleika ólínulega vísitölunnar og flutningsútgangur.
Þegar hitastig leysisins eykst mun þröskuldurinn hækka, mettað ljósstyrkur ljóss minnkar og línulegt svið PI ferilsins mun minnka (það er að 2 sjálfvirka sviðið mun minnka). Til að tryggja að ljóssendirinn virki alltaf eðlilega þarf að tryggja að leysirinn virki við stöðugt hitastig (almennt 25gráðuC). Hálfleiðarakælirinn og hitastýringin sem notuð eru fyrir tvíhliða sjálfvirka hitastýringu (ATC) sjónsendans eru tryggð að virka við stöðugt hitastig 25gráðuC.
Það er örgjörvi í optíska sendinum og bestu vinnustöðugögn leysisins eru geymd í flísinni. Hægt er að ræsa leysirinn hægt og hægt er að aftengja RF sjónvarpsdrifstrauminn sjálfkrafa til að vernda leysirinn. Hinir ýmsu rofar á framhlið ljóssendans eru stjórnaðir af örgjörva.
Hitastigsbreytingar og öldrun tækisins munu valda breytingum á leysiþröskuldsstraumi og skilvirkni ljósafmagnsbreytingar. Ef þú vilt nákvæmlega stjórna sjónúttaksafli leysisins ættirðu að leysa það úr tveimur hliðum: einn er að stjórna hlutdrægni leysisins þannig að hann fylgist sjálfkrafa með þröskuldinum. Breyting á straumi tryggir að leysirinn virki alltaf í besta hlutdrægni; annað er að stjórna amplitude leysimótunarstraumsins til að fylgja sjálfkrafa breytingunni á raf- og sjónbreytingarskilvirkni. Sjálfvirk aflstýring lýkur ofangreindum tveimur verkefnum til að tryggja að leysirinn skili nákvæmu ljósafli.
Útamótaður sjónsendir
Ytra mótaða sjónsendirinn samanstendur af ytri mótunarbúnaðinum, leysinum, leysistýringarrásinni, mótunarstýringarrásinni, örgjörvanum, forbjögunarrásinni, ljósnemaranum, RF merkjadeyfinu, magnaranum, aflgjafa osfrv.
3. Samanburður á beinni mótun og ytri mótun sjónsendum
Beinir mótunarsendar eru aðallega notaðir fyrir DFB leysigeisla. DFB leysir hafa góða línuleika og geta fengið betri CTB og CSO gildián bóta á forbjögunarrásum. Hins vegar, vegna beinrar mótunar, er til viðbótar tíðnimótun og ólínulegir röskunvísir (sérstaklega CSO gildi) er erfitt að vera mjög hátt.
DFB sendandi hefur stöðugan árangur, einfalda uppbyggingu og lágt verð, svo hann er mikið notaður.
Kraftur sjónsendar með beinni mótun er almennt ekki of stór, innan 18nw, þess vegna er flutningsfjarlægðin takmörkuð og hún er almennt notuð í staðbundnum dreifikerfi og sjónkapalflutningsnetum á bæjarstigi. Þessi tegund ljóssenda er að mestu notuð í 1310nm ljósleiðaranetum og 1310nm ljósleiðaradeyfingin er 0,35db/km, þannig að hámarksflutningsfjarlægð fer ekki yfir 35 kílómetra.
Útamótaður sjónsendir: mikið úttaksstyrkur, allt að 2×20mw eða meira (tvær úttak), lítill hávaði og engin cso röskun sem stafar af samsetningu viðbótar tíðnimótunar og trefjadreifingareiginleika svipað og LD. Þess vegna er það oft notað í langlínuflutningi á stórum hlerunarkerfum. Útstýrðir sjónsendar nota yfirleitt YAG leysigeisla. Eftir að YAG leysir hafa verið stýrðir að utan er línuleiki mjög lélegur og nota þarf forbjögunarrásir til að bæta upp. Vegna minni dreifingar er YAG sjónsendirinn mjög hentugur fyrir 1550nm bylgjulengd ljósleiðara, aðallega notað í 1550nm ljósleiðaranetum. YAG ljós er sent í 1550nm ljósleiðarakerfi, sem hægt er að nota til mögnunar og gengis. 1550nm ljósleiðarinn hefur litla dempun (0,25db/km), þannig að YAG sjónsendirinn er hægt að nota fyrir öfgalanga fjarlægð. Ytra mótaði sjónsendirinn er notaður í 1310nm ljósleiðaranetinu og flutningsfjarlægðin getur náð 50 kílómetra, sem er einnig hraðari en flutningsfjarlægð beinstýrða sjónsendisins. Hins vegar eru ytri stýrðir ljóssendur dýrir og ljósleiðarakerfi fyrir skammtímasendingar nota sjaldan ytra stýrða ljóssenda
4. Tæknivísar sjónsendans
Tæknivísar sjónsendisins eru grunnurinn að því að velja sjónsendann og góðar frammistöðubreytur sjónsendans hafa bein áhrif á góða tæknivísa alls kapalsjónvarpskerfisins.
5. Val á sjónsendi
Það er mjög mikilvægt fyrir kapalsjónvarpstæknimenn að skilja og ná góðum tökum á samsetningu, vinnureglu og frammistöðubreytur sjónsenda, því aðeins með því að ná tökum á grunnvinnureglum og tæknilegum frammistöðuvísum sjónsenda er hægt að nota sjónsendi á skilvirkan og sanngjarnan hátt. Gott daglegt viðhald.
Sem stendur eru margir erlendir og innlendir framleiðendur ljóssenda. Það eru til fleiri gerðir af ljóssendum og frammistöðuvísar og sjálfstæð verð eru líka mjög mismunandi. Sanngjarnt val er til mikilla bóta til að tryggja gæði ljósleiðarakerfisins og draga úr kostnaði við netbyggingu. Hátt afkasta-verðshlutfall, áreiðanlegt gæðatryggingarkerfi og góð þjónusta eftir sölu eru val á sjónbúnaði
