Faser-optische Kommunikation

Ein optischer Faser -Patching -Schrank. Die gelben Kabel sind Einzelmodusfasern; Die orange und blauen Kabel sind Multi-Mode-Fasern: 62,5/125 μm OM1 bzw. 50/125 μm OM3 -Fasern.
Stealth -Kommunikation Faserbesatzung, die eine 432-Punkte-Installation installiert dunkle Faser Kabel unter den Straßen von Midtown Manhattan, New York City

Faser-optische Kommunikation ist eine Methode zur Übermittlung von Informationen von einem Ort an einen anderen, indem Sie Impulse von Senden Infrarot hell[1] durch ein Glasfaser. Das Licht ist eine Form von Trägerwelle das ist moduliert Informationen tragen.[2] Faser ist gegenüber der elektrischen Verkabelung bevorzugt wenn hoch Bandbreite, lange Entfernung oder Immunität gegen Elektromagnetische Interferenz ist nötig.[3] Diese Art der Kommunikation kann Sprache, Video und Telemetrie über lokale Netzwerke oder über große Entfernungen übertragen.[4]

Optische Glasfaser werden von vielen Telekommunikationsunternehmen verwendet, um Telefonsignale, Internetkommunikation und Kabelfernsehsignale zu übertragen. Forscher bei Bell Labs einen Rekord erreicht haben Bandbreiten -Distanz -Produkt von über 100 Petabit × Kilometer pro Sekunde mit faseroptischer Kommunikation.[5]

Hintergrund

Faseroptik, die erstmals in den 1970er Jahren entwickelt wurde, haben die revolutioniert Telekommunikation Industrie und haben eine wichtige Rolle beim Aufkommen der Informationszeitalter.[6] Wegen seiner Vorteile gegenüber der elektrischen Übertragungoptische Fasern haben weitgehend Kupferdrahtkommunikation in ersetzt Backbone -Netzwerke in dem entwickelte Welt.[7]

Der Kommunikationsvorgang mithilfe von Glasfaseroptik umfasst die folgenden grundlegenden Schritte:

  1. Erstellen des optischen Signals, das die Verwendung eines Senders beinhaltet,[8] normalerweise von an elektrisches Signal
  2. Geben Sie das Signal entlang der Faser weiter und stellen Sie sicher, dass das Signal nicht zu verzerrt oder schwach wird
  3. Empfangen des optischen Signals
  4. Umwandeln Sie es in ein elektrisches Signal

Anwendungen

Glasfaser wird von Telekommunikationsunternehmen verwendet, um Telefonsignale, Internet -Kommunikation und Kabelfernseher zu übertragen. Es wird auch in anderen Branchen eingesetzt, darunter Medizin, Verteidigung, Regierung, Industrie und Handel. Zusätzlich zum Ziel der Telekommunikationszwecke wird es als Lichtführer, für Bildgebungswerkzeuge, Laser, Hydrophone für seismische Wellen, Sonar und als Sensoren zur Messung von Druck und Temperatur verwendet.

Wegen niedrigerer Dämpfung und Interferenz, optische Faser haben Vorteile gegenüber Kupferdraht in Fernanwendungen mit hoher Bandbreite. Die Infrastrukturentwicklung in Städten ist jedoch relativ schwierig und zeitaufwändig, und Glasfasersysteme können komplex und teuer zu installieren und zu betreiben. Aufgrund dieser Schwierigkeiten wurden frühe faseroptische Kommunikationssysteme hauptsächlich in Fernanwendungen installiert, wo sie mit ihrer vollständigen Übertragungskapazität verwendet werden können, wobei die erhöhten Kosten ausgeglichen werden können. Die Preise für faseroptische Kommunikation sind seit 2000 erheblich gesunken.[9]

Der Preis für die Einführung von Glasfasern in Häuser ist derzeit kostengünstiger als das Einsetzen eines kupferbasierten Netzwerks. Die Preise sind in den USA auf 850 US -Dollar pro Abonnenten gesunken und in Ländern wie den Niederlanden niedriger, wo die Grabkosten niedrig sind und die Wohnungsdichte hoch ist.

Seit 1990 wann Optische Amplifikationssysteme Die Telekommunikationsbranche wurde kommerziell erhältlich und hat ein riesiges Netzwerk von Intercity- und transozeanischen Faserkommunikationslinien gelegt. Bis 2002 ein interkontinentales Netzwerk von 250.000 km von U -Boot -Kommunikationskabel mit einer Kapazität von 2,56 TB/S wurde abgeschlossen, und obwohl bestimmte Netzwerkkapazitäten privilegierte Informationen sind, zeigen Telekommunikationsinvestitionsberichte, dass die Netzwerkkapazität seit 2004 dramatisch zugenommen hat.[10] Ab 2020 wurden weltweit über 5 Milliarden Kilometer Glasfaserkabel eingesetzt.[11]

Geschichte

1880 Alexander Graham Bell und sein Assistent Charles Sumner Tainter erstellte einen sehr frühen Vorläufer für die faseroptische Kommunikation, die Photophon, bei Bell's neu etabliert Volta -Labor in Washington, D.C. Bell betrachtete es als seine wichtigste Erfindung. Das Gerät erlaubte die für die Übertragung von Klang auf einem Lichtstrahl. Am 3. Juni 1880 leitete Bell den ersten drahtlosen weltweit der Welt Telefon Übertragung zwischen zwei Gebäuden, etwa 213 Meter voneinander entfernt.[12][13] Aufgrund der Verwendung eines atmosphärischen Übertragungsmediums würde sich das Photophon nicht als praktisch erweisen, wenn Fortschritte in Laser- und optischen Fasertechnologien den sicheren Lichttransport ermöglichten. Die erste praktische Verwendung des Photophons kam viele Jahrzehnte später in militärischen Kommunikationssystemen.[14]

1954 Harold Hopkins und Narinder Singh Kapany zeigten, dass gerolltes Faserglas das Licht übertragen konnte.[15] Jun-aski nishizawa, ein japanischer Wissenschaftler bei Universität Tohoku, schlug die Verwendung von optischen Fasern für die Kommunikation im Jahr 1963 vor.[16] Nishizawa erfand die Pin -Diode und die Statischer InduktionstransistorBeide trugen zur Entwicklung der optischen Faserkommunikation bei.[17][18]

1966 Charles K. Kao und George Hockham bei Standard -Telekommunikationslabors zeigten, dass die Verluste von 1.000 dB/km in vorhandenem Glas (im Vergleich zu 5–10 dB/km Koaxialkabel) auf Verunreinigungen zurückzuführen waren, die möglicherweise entfernt werden konnten.

Optische Faser mit Dämpfung für Kommunikationszwecke niedrig genug (ca. 20db/km) wurde 1970 von entwickelt von Corning Glass funktioniert. Zur selben Zeit, Gaas Halbleiterlaser wurden entwickelt, die kompakt und daher zum Übertragen von Licht durch Glasfaserkabel für große Entfernungen geeignet waren.

1973,, Optelecom, Inc., mit dem Erfinder des Lasers mitbegründet, Gordon Goulderhielt einen Vertrag von ARPA für eines der ersten optischen Kommunikationssysteme. Entwickelt für Armee -Raketenkommando In Huntsville, Alabama, sollte das System eine Kurzstreckenrakete mit einer Videoverarbeitung durch Laser mit einem fünf Kilometer langen, optischen Faser, das von der Rakete nicht aus der Rakete aus der Rakete gepoolt wurde, mit einem fünf Kilometer langen Raketen zu ermöglichen.[19] Optelecom lieferte dann das erste kommerzielle optische Kommunikationssystem an Chevron.[20]

Nach einer Zeit der Forschung ab 1975 wurde das erste kommerzielle faseroptische Telekommunikationssystem entwickelt, das bei einer Wellenlänge von etwa 0,8 μm arbeitete und Gaas-Halbleiterlaser verwendete. Dieses System der ersten Generation wurde mit einer Bitrate von 45 Mbit/s mit Repeater-Abstand von bis zu 10 km betrieben. Bald am 22. April 1977, Allgemeines Telefon und Elektronik Schickte den ersten Live -Telefonverkehr über Glasfaserverkehr mit einem 6 -Mbit/s -Durchsatz in Long Beach, Kalifornien, durch.

Im Oktober 1973 unterzeichnete Corning Glass einen Entwicklungsvertrag mit Cselt und Pirelli Ziel, Glasfasern in einer städtischen Umgebung zu testen: Im September 1977 wurde das zweite Kabel in dieser Testreihe mit dem Namen COS-2 in zwei Linien (9 km) experimentell eingesetzt TurinZum ersten Mal in einer großen Stadt mit einer Geschwindigkeit von 140 Mbit/s.[21]

Die zweite Generation der faseroptischen Kommunikation wurde Anfang der 1980er Jahre für den kommerziellen Gebrauch entwickelt, wurde bei 1,3 μm betrieben und verwendet Ingaasp-Halbleiterlaser. Diese frühen Systeme wurden zunächst durch begrenzt durch Multi-Mode-Faser Dispersion und 1981 die Einzelmodusfaser Es wurde offenbart, dass es die Systemleistung erheblich verbessert, aber praktische Anschlüsse, die mit Faser mit Single -Modus arbeiten, erwies sich als schwierig zu entwickeln. Der kanadische Dienstleister Sasktel hatte den Bau des damaligen weltweit längsten kommerziellen Glasfasernetzwerks abgeschlossen, das 3.268 km (2.031 Mio.) abdeckte und 52 Gemeinden verknüpfte.[22] Bis 1987 arbeiteten diese Systeme mit bis zu Bittraten von bis zu 1,7 gbit/s mit Repeater -Abstand von 31 mi (bis zu 50 km).

Der Erste Transatlantisches Telefonkabel Optische Faser zu verwenden war TAT-8, bezogen auf Desurvire Optimierte Laserverstärkungstechnologie. Es ging 1988 in Betrieb.

Faser-optische Systeme der dritten Generation wurden bei 1,55 μm betrieben und hatten Verluste von etwa 0,2 dB/km. Diese Entwicklung wurde durch die Entdeckung von beflügelt Indiumgalliumarsenid und die Entwicklung der Indiumgallium -Arsenid -Fotodiode durch Pearsall. Ingenieure überwand frühere Schwierigkeiten mit Pulsbrettung Verwendung herkömmlicher Ingaasp -Halbleiterlaser bei dieser Wellenlänge durch Verwendung dispergierende Fasern entwickelt, um eine minimale Dispersion bei 1,55 μm oder durch Begrenzung des Laserspektrums auf eine einzelne zu haben Längsmodus. Diese Entwicklungen ermöglichten es schließlich, Systeme der dritten Generation zu erfüllen, um im Handel zu arbeiten 2,5 gbit/s mit Repeater -Abstand von mehr als 100 km (62 mi).

Die vierte Generation von faseroptischen Kommunikationssystemen verwendet optische Verstärkung Um die Notwendigkeit von Repeatern zu verringern und Wellenlängen-Division-Multiplexing (WDM) zu erhöhen Datenkapazität. Die Einführung von WDM war der Beginn von Optische Netzwerke, wie WDM zur Technologie der Wahl für die Expansion der faseroptischen Bandbreite wurde.[23] Der erste, der mit einem dichten WDM -System vermarktet wurde, war Ciena Corp. im Juni 1996.[24] Die Einführung von optischen Verstärkern und WDM führte dazu, dass die Systemkapazität von 1992 bis zu einer Bitrate von den sechs Monaten verdoppelt wurde 10Tb/s wurde bis 2001 erreicht, 2006 eine Bit-Rate von 14 tb/s wurde über eine einzelne Leitung von 160 km (99 mi) unter Verwendung optischer Verstärker erreicht.[25] Ab 2021Japanische Wissenschaftler übermittelten 319 Terabit pro Sekunde über 3.000 Kilometer mit vier Kernfaserkabeln mit Standardkabeldurchmesser.[26]

Der Schwerpunkt der Entwicklung für die fünfte Generation der faseroptischen Kommunikation liegt auf der Erweiterung des Wellenlängenbereichs, über das a WDM System kann arbeiten. Das herkömmliche Wellenlängenfenster, das als C -Band bekannt ist, deckt den Wellenlängenbereich 1525–1565 nm ab, und Trockenfaser hat ein niedriges Verlustfenster, das eine Erweiterung dieses Bereichs auf 1300–1650 nm verspricht. Andere Entwicklungen sind das Konzept von Optische Solitonen, Impulse, die ihre Form bewahren, indem sie den Auswirkungen der Dispersion mit dem entgegenwirken nichtlineare Effekte der Faser durch Verwendung von Impulsen einer bestimmten Form.

In den späten 1990er bis 2000 prognostizierten Branchenförderer und Forschungsunternehmen wie KMI und RHK eine massive Erhöhung der Nachfrage nach Kommunikationsbandbreite aufgrund der verstärkten Verwendung des Internetund Kommerzialisierung verschiedener bandbreitenintensiver Verbraucherdienste wie z. Video auf Nachfrage. Internetprotokoll Der Datenverkehr nahm exponentiell zu einer schnelleren Rate zu, als die Komplexität der integrierten Schaltung zugenommen hatte Moores Gesetz. Aus der Büste der dot-com Blase Bis 2006 war jedoch der Haupttrend in der Branche Konsolidierung von Firmen und Offshoring Fertigung zur Reduzierung der Kosten. Unternehmen wie Verizon und AT&T haben die faseroptischen Kommunikation ausgenutzt, um eine Vielzahl von Hochdurchsatzdaten und Breitbanddiensten für die Häuser der Verbraucher bereitzustellen.

Technologie

Moderne faseroptische Kommunikationssysteme umfassen im Allgemeinen optische Sender, die elektrische Signale in optische Signale umwandeln. Glasfaserkabel Um das Signal zu tragen, optische Verstärker und optische Empfänger, um das Signal wieder in ein elektrisches Signal umzuwandeln. Die übertragenen Informationen sind normalerweise Digitale Informationen generiert von Computern oder Telefonsysteme.

Sender

A GBIC Modul (hier mit der Abdeckung gezeigt) ist optisch und elektrisch Transceiver, ein Gerät, das einen Sender und einen Empfänger in einem einzigen Gehäuse kombiniert. Der elektrische Stecker ist oben rechts und die optischen Anschlüsse sind unten links unten

Die am häufigsten verwendeten optischen Sender sind Halbleitergeräte wie z. Leuchtdioden (LEDs) und Laserdioden. Der Unterschied zwischen LEDs und Laserdioden besteht darin, dass LEDs produzieren inkohärentes Licht, während Laserdioden kohärentes Licht produzieren. Zur Verwendung in der optischen Kommunikation müssen halbäalisierende optische Sender als kompakt, effizient und zuverlässig ausgelegt sein, während sie in einem optimalen Wellenlängenbereich arbeiten und bei hohen Frequenzen direkt moduliert werden.

In seiner einfachsten Form emittiert ein LED Licht durch spontane Emission, ein Phänomen, das als als bezeichnet Elektrolumineszenz. Das emittierte Licht ist mit einer relativ breiten spektralen Breite von 30–60 nm inkohärent.[a] Die große Spektrumbreite von LEDs unterliegt einer höheren Faserdispersion und begrenzt ihr Bit-Rate-Distance-Produkt erheblich (ein gemeinsames Maß für die Nützlichkeit). LEDs sind hauptsächlich für geeignet lokales Netzwerk Anwendungen mit Bitraten von 10–100 Mbit/s und Übertragungsentfernungen von wenigen Kilometern.

Die LED -Lichtübertragung ist ineffizient, wobei nur etwa 1% der Eingangsleistung oder etwa 100 Mikrowatts in die gestartete Leistung umgewandelt wird, die in die optische Faser gekoppelt sind.[27]

Es wurden LEDs entwickelt, die mehrere verwenden Quantenbrunnen Licht in unterschiedlichen Wellenlängen über ein breites Spektrum auszugeben und werden derzeit für lokale Bereiche verwendet Wellenlängen-Division-Multiplexing (WDM) Anwendungen.

LEDs wurden größtenteils durch Vertikal-Cavity-Oberflächen-emittierende Laser (VCSEL) Geräte, die eine verbesserte Geschwindigkeits-, Strom- und Spektraleigenschaften zu ähnlichen Kosten bieten. Aufgrund ihres relativ einfachen Designs sind LEDs jedoch für sehr kostengünstige Anwendungen sehr nützlich. Häufig verwendete Klassen von Halbleiterlaser -Sendern, die in Glasfaser verwendet werden, umfassen VCSEL, Fabry -Pérot und Verteilter Feedback -Laser.

Ein Halbleiterlaser gibt Licht durch stimulierte Emission anstelle einer spontanen Emission, was zu einer hohen Ausgangsleistung (~ 100 MW) sowie anderen Vorteilen im Zusammenhang mit der Art des kohärenten Lichts führt. Der Ausgang eines Lasers ist relativ richtungsfähig, was eine hohe Kopplungseffizienz (~ 50%) in Einzelmodusfasern ermöglicht. Gemeinsame VCSEL -Geräte koppeln auch gut zu Multimode -Fasern. Die schmale spektrale Breite ermöglicht auch hohe Bitraten, da sie den Effekt von reduziert chromatische Dispersion. Darüber hinaus können Halbleiterlaser aufgrund kurzer Frequenzen direkt bei hohen Frequenzen moduliert werden Rekombinationszeit.

Laserdioden sind oft direkt moduliertDas ist der Lichtausgang wird durch einen Strom, der direkt auf das Gerät aufgetragen wird, gesteuert. Für sehr hohe Datenraten oder sehr Fernverbindungen kann eine Laserquelle betrieben werden kontinuierliche Welleund das Licht moduliert durch ein externes Gerät, und Optischer Modulatorwie ein Elektroabsorptionsmodulator oder Mach -Zehnder -Interferometer. Die externe Modulation erhöht den erreichbaren Verbindungsabstand durch Beseitigung des Lasers zwitschern, was das erweitert Linienbreite In direkt modulierten Lasern, die die chromatische Dispersion in der Faser erhöhen. Für eine sehr hohe Bandbreiteneffizienz kann eine kohärente Modulation verwendet werden, um die Lichtphase zusätzlich zur Amplitude zu variieren und die Verwendung von zu ermöglichen Qpsk, QAM, und OFDM. "Die Doppelpolarisationsquadratur-Phasenverschiebung ist ein Modulationsformat, das viermal so viele Informationen wie herkömmliche optische Getriebe derselben Geschwindigkeit sendet."[28]

Empfänger

Die Hauptkomponente eines optischen Empfängers ist a Fotodetektor was Licht mit dem umwandelt photoelektrischer Effekt. Die primären Fotodetektoren für Telekommunikation stammen aus Indiumgalliumarsenid. Der Fotodetektor ist typischerweise ein Halbleiter basierend Fotodiode. Verschiedene Arten von Fotodioden umfassen P-N-Fotodioden, P-I-N-Fotodioden und Lawinen-Fotodioden. Metall-Sämiewerk-Metal (MSM) Fotodetektoren werden auch aufgrund ihrer Eignung für die Eignung für Schaltungsintegration in Regeneratoren und Wellenlängen-Division-Multiplexer.

Da Licht während des Durchgangs durch die Faser abgeschwächt und verzerrt werden kann, sind Fotodetektoren typischerweise mit a gekoppelt Transsimpedanzverstärker und eine Einschränkung Verstärker ein digitales Signal in der elektrischen Domäne zu erzeugen, die aus dem eingehenden optischen Signal gewonnen wurde. Weitere Signalverarbeitung wie z. Uhr Wiederherstellung aus Daten, die von a ausgeführt werden Phasenschleife Kann auch angewendet werden, bevor die Daten weitergegeben werden.

Kohärente Empfänger verwenden einen lokalen Oszillatorlaser in Kombination mit einem Paar Hybridkoppler und vier Fotodetektoren pro Polarisation, gefolgt von Hochgeschwindigkeits -ADCs und digitalen Signalverarbeitung, um Daten wiederherzustellen, die mit QPSK, QAM oder OFM moduliert wurden.

Digitale Präsidentschaft

Ein optisches Kommunikationssystem Sender besteht aus einem Digital-Analog-Wandler (DAC), a Fahrerverstärker und ein Mach -Zehnder -Modulator. Der Einsatz von höher Modulationsformate (>4-QAM) oder höher Baudrate (>32GBD) verringert die Systemleistung aufgrund linearer und nichtlinearer Sendereffekte. Diese Effekte können aufgrund der DAC -Bandbreitenbeschränkung und der Sender I/Q als lineare Verzerrungen kategorisiert werden verzerrt sowie nichtlineare Effekte, die durch Verstärkungssättigung im Treiberverstärker und im Mach-Zehnder-Modulator verursacht werden. Digital Prädiort wirkt den erniedrigenden Effekten entgegen und ermöglicht den Baudraten bis zu 56 GBD und Modulationsformate wie 64-QAM und 128-QAM mit den im Handel erhältlichen Komponenten. Der Sender digitaler Signalprozessor führt digitale Präsidentschafts -Signale unter Verwendung des inversen Sendermodells durch, bevor die Proben an den DAC gesendet werden.

Ältere Methoden für digitale Prädikten haben nur lineare Effekte behandelt. Jüngste Veröffentlichungen berücksichtigen auch nichtlineare Verzerrungen. Berenguer et al modelliert den Mach -Zehnder -Modulator als unabhängig Wiener -System und der DAC und der Treiberverstärker werden von einem verkürzten, zeitinvarianten modelliert Volterra -Serie.[29] Khanna et al Verwenden Sie ein Speicherpolynom, um die Senderkomponenten gemeinsam zu modellieren.[30] In beiden Ansätzen werden die Volterra-Serie oder die Gedächtnispolynomkoeffizienten unter Verwendung der indirekten Lernarchitektur gefunden. Duthel et al Aufzeichnungen für jeden Zweig des Mach-Zehnder-Modulators mehrere Signale in verschiedenen Polarität und Phasen. Die Signale werden verwendet, um das optische Feld zu berechnen. Kreuzkorrelation In-Phasen- und Quadraturfelder identifiziert die Timing -Versatz. Das Frequenzgang und die nichtlinearen Effekte werden durch die indirekte Lernarchitektur bestimmt.[31]

Faserkabeltypen

Ein Kabelrollenanhänger mit Leitungen, der optische Faser tragen kann
Multi-Mode-Glasfaser in einer unterirdischen Servicegrube

Ein Glasfaser-Kabel besteht aus einem Kern, verkleidetund ein Puffer (eine schützende Außenbeschichtung), bei der die Verkleidung das Licht entlang des Kerns unter Verwendung der Methode von führt Gesamtin interne Reflexion. Der Kern und die Verkleidung (die eine niedrigere hatBrechungsindex) sind normalerweise aus hochwertiger Qualität bestehen Kieselsäure Glas, obwohl sie beide auch aus Plastik bestehen können. Das Verbinden von zwei optischen Fasern erfolgt durch Fusionspleißen oder mechanisches Spleißen und erfordert aufgrund der mikroskopischen Präzision, die für die Ausrichtung der Faserkerne erforderlich sind, besondere Fähigkeiten und Verbindungstechnologien.[32]

Zu zwei Haupttypen von in der optischen Kommunikation verwendeten optischen Fasern gehören optische Multi-Mode-Fasern und Optische einmodische optische Fasern. Eine multimodische optische Faser hat einen größeren Kern (≥ 50 Mikrometer), damit weniger präzise, ​​günstigere Sender und Empfänger sowohl eine Verbindung zu ihm als auch billigere Anschlüsse herstellen können. Eine Multi-Mode-Faser führt jedoch ein Multimode -Verzerrung, was oft die Bandbreite und Länge des Links einschränkt. Darüber hinaus wegen seiner höheren Dopant Inhalt, Multi-Mode-Fasern sind normalerweise teuer und weisen eine höhere Dämpfung auf. Der Kern einer Einzelmodusfaser ist kleiner (< 10 Mikrometer) und erfordert teurere Komponenten und Verbindungsmethoden, ermöglicht jedoch viel längere und höhere Leistungsverbindungen. Sowohl Single- als auch Multi-Mode-Faser werden in verschiedenen Klassen angeboten.

Vergleich der Faserklassen[33]
Mmf FDDI
62,5/125 µm
(1987) 		Mmf Om1
62,5/125 µm
(1989) 		Mmf Om2
50/125 µm
(1998) 		Mmf OM3
50/125 µm
(2003) 		Mmf Om4
50/125 µm
(2008) 		Mmf Om5
50/125 µm
(2016) 		Smf OS1
9/125 µm
(1998) 		Smf OS2
9/125 µm
(2000)
160 MHz · km
@ 850 nm 		200 MHz · km
@ 850 nm 		500 MHz · km
@ 850 nm 		1500 MHz · km
@ 850 nm 		3500 MHz · km
@ 850 nm 		3500 MHz · km
@ 850 nm &
1850 MHz · km
@ 950 nm 		1 dB/km
@ 1300/
1550 nm 		0,4 dB/km
@ 1300/
1550 nm

Um Faser in ein kommerziell lebensfähiges Produkt zu packen Acrylpolymere, dann beendet mit Glasfaseranschlüsseund schließlich zu einem Kabel zusammengebaut. Danach kann es in den Boden gelegt und dann durch die Wände eines Gebäudes gelaufen und letztendlich in ähnlicher Weise wie Kupferkabel eingesetzt werden. Diese Fasern erfordern weniger Wartung als übliche verdrehte Paardrähte, sobald sie eingesetzt werden.[34]

Spezialisierte Kabel werden für die Übertragung von Datenübertragungen mit Fernunterwasser verwendet, z. Transatlantisches Kommunikationskabel. Neue (2011–2013) Kabel, die von kommerziellen Unternehmen (Emerald Atlantis, betrieben werden, betrieben werden, Hibernia Atlantic) haben typischerweise vier Faserstränge und überqueren den Atlantik (NYC-London) in 60–70 ms. Die Kosten jedes solchen Kabels betrugen 2011 bei etwa 300 Millionen US -Dollar. Quelle: Der Chronik -Herald.

Eine weitere übliche Praxis besteht darin, viele Glasfaserstränge innerhalb von Fernstrecken zu bündeln Kraftübertragung Kabel. Dies nutzt effektiv die Möglichkeiten der Stromübertragungsrechte, stellt sicher, dass ein Stromunternehmen die Faser besitzen und steuern kann Smart Grid Technologie.

Verstärkung

Hauptartikel: Optischer Verstärker

Die Übertragungsentfernung eines faseroptischen Kommunikationssystems wurde traditionell durch Faserdämpfung und durch Glasfaserverzerrung eingeschränkt. Durch die Verwendung von optoelektronischen Repeatern wurden diese Probleme beseitigt. Diese Repeater wandeln das Signal in ein elektrisches Signal um und verwenden dann einen Sender, um das Signal erneut mit einer höheren Intensität zu senden, als dies empfangen wurde, um dem im vorherigen Segment anfallenen Verlust entgegenzuwirken. Aufgrund der hohen Komplexität mit modernen Multiplex-Signalen der Wellenlänge-Division, einschließlich der Tatsache, dass sie etwa alle 20 km (12 mi) installiert werden mussten, sind die Kosten dieser Wiederholer sehr hoch.

Ein alternativer Ansatz ist die Verwendung Optische Verstärker Dies verstärkt das optische Signal direkt, ohne das Signal in die elektrische Domäne umwandeln zu müssen. Eine häufige Art des optischen Verstärkers wird als Erbium-dotierter Faserverstärker oder EDFA bezeichnet. Diese werden gemacht von Doping eine Faserlänge mit dem Mineral mit Seltenerd Erbium und Pumpen es mit Licht von a Laser- mit einer kürzeren Wellenlänge als das Kommunikationssignal (typischerweise 980nm). EDFAs bieten Gewinn im ITU C -Band bei 1550 nm, was für optische Faser nahe dem Verlustminimum liegt.

Optische Verstärker haben mehrere erhebliche Vorteile gegenüber elektrischen Repeatern. Erstens kann ein optischer Verstärker ein sehr breites Band gleichzeitig verstärken, das Hunderte einzelner Kanäle umfassen kann, wodurch die Notwendigkeit der Demultiplex -DWDM -Signale an jedem Verstärker entscheidet. Zweitens arbeiten optische Verstärker unabhängig vom Datenrate- und Modulationsformat, wodurch mehrere Datenraten und Modulationsformate gleichzeitig existieren und die Aktualisierung der Datenrate eines Systems ermöglichen, ohne alle Repeater ersetzen zu müssen. Drittens sind optische Verstärker viel einfacher als ein Repeater mit den gleichen Funktionen und daher erheblich zuverlässiger. Optische Verstärker haben in neuen Installationen weitgehend Repeater ersetzt, obwohl elektronische Repeater immer noch als Transponder für die Wellenlängenumwandlung verwendet werden.

Wellenlängen-Division-Multiplexing

Hauptartikel: Wellenlängen-Division-Multiplexing

Das Wellenlängen-Division-Multiplexing (WDM) ist die Technik, mehrere Informationskanäle über eine einzelne optische Faser zu übertragen, indem mehrere Lichtstrahlen unterschiedlicher Wellenlängen über die Faser gesendet werden, die jeweils mit einem separaten Informationskanal moduliert werden. Auf diese Weise kann die verfügbare Kapazität der optischen Fasern multipliziert werden. Dies erfordert einen Multiplexer der Wellenlängenabteilung in der Sendungsausrüstung und einen Demultiplexer (im Wesentlichen a Spektrometer) in der Empfangsausrüstung. Arrayed Waveguide Gitter werden üblicherweise zum Multiplexing und Demultiplexing in WDM verwendet. Die Einführung von WDM war der Beginn des optischen Netzwerks.[35] Mithilfe der WDM -Technologie ist die Bandbreite einer Faser in bis zu 160 Kanälen unterteilt werden[36] um eine kombinierte Bitrate im Bereich von 1,6 zu unterstützen Tbit/s.

Parameter

Bandbreiten -Distanz -Produkt

Da die Auswirkung der Dispersion mit der Länge der Faser zunimmt, wird ein Faserübertragungssystem häufig durch seine gekennzeichnet Bandbreiten -Distanz -Produkt, normalerweise ausgedrückt in Einheiten von MHz· Km. Dieser Wert ist ein Produkt von Bandbreite und Entfernung, da zwischen der Bandbreite des Signals und der Entfernung, über die es getragen werden kann, einen Kompromiss gibt. Beispielsweise könnte eine gemeinsame Multimode-Faser mit Bandbreiten-Distanz-Produkt von 500 MHz · km ein 500-MHz-Signal für 1 km oder ein 1000-MHz-Signal für 0,5 km tragen.

Rekordgeschwindigkeiten

Jede Faser kann viele unabhängige Kanäle tragen, die jeweils eine andere Wellenlänge des Lichts verwenden (Wellenlängen-Division-Multiplexing). Die Nettodatenrate (Datenrate ohne Gemeinkosten-Bytes) pro Faser ist die durch die reduzierte Datenrate pro Kanalreduzierung Vorwärtsfehlerkorrektur (FEC) Overhead, multipliziert mit der Anzahl der Kanäle (normalerweise bis zu achtzig im Werbespot dichter WDM Systeme ab 2008).

Standardfaserkabel

Im Folgenden fasst die aktuellen Stand der Technik unter Verwendung von Einzelmodi-Faser-Kabel mit Einzelmodiden mit standardmäßigem Telekommunikation zusammen.

Jahr Organisation Effektive Geschwindigkeit WDM -Kanäle Pro Kanalgeschwindigkeit Distanz
2009 Alcatel-Lucent[37] 15.5 tbit/s 155 100 gbit/s 7000 km
2010 Ntt[38] 69.1 tbit/s 432 171 gbit/s 240 km
2011 NEC[39] 101.7 tbit/s 370 273 gbit/s 165 km
2011 Kit[40][41] 26 tbit/s 336 77 gbit/s 50 km
2016 Bt & Huawei[42] 5.6 tbit/s
 28 200 gbit/s ungefähr 140 km?
2016 Nokia Bell Labs, Deutsche Telekom & Technische Universität München[43] 1 tbit/s
 1 1 tbit/s
2016 Nokia-Alcatel-Lucent[44] 65 tbit/s
 6600 km
2017 Bt & Huawei[45] 11.2 tbit/s
 28 400 Gbit/s 250 km
2020 RMIT, Monash & Swinburne Universities[46][47] 39.0 tbit/s 160 244 gbit/s 76,6 km
2020 UCL[48] 178.08 tbit/s 660 25 gbit/s 40 km

Das Nokia/DT/Tum -Ergebnis 2016 ist bemerkenswert, da es das erste Ergebnis ist, das sich nahe an drückt Shannon Theoretische Grenze.

Das 2011er Kit und 2020 RMIT/Monash/Swinburne -Ergebnisse sind bemerkenswert, dass sie eine einzelne Quelle verwendet haben, um alle Kanäle zu treiben.

Spezialkabel

Die folgenden Zusammenfassungen der aktuellen Stand der Technik unter Verwendung von speziellen Kabeln, die es ermöglichen, räumliche Multiplexe zu erfolgen, verwenden spezielle Tri-Mode-Faserkabel oder ähnliche spezielle Glasfaserkabel.

Jahr Organisation Effektive Geschwindigkeit Anzahl der Ausbreitungsmodi Anzahl der Kerne WDM -Kanäle (pro Kern) Pro Kanalgeschwindigkeit Distanz
2011 NICT[39] 109.2 TBIT/s 7
2012 NEC, Corning[49] 1.05 pbit/s 12 52,4 km
2013 Universität von Southampton[50] 73.7 tbit/s 1 (hohl) 3x96
(Modus DM)[51] 		256 gbit/s 310 m
2014 Technische Universität Dänemark[52] 43 tbit/s 7 1045 km
2014 Eindhoven Universität für Technologie (Tu/e) und Universität von Zentralflorida (Creol)[53] 255 tbit/s 7 50 ~ 728 gbit/s 1 km
2015 NICT, Sumitomo Electric und Ramphotonik[54] 2.15 pbit/s 22 402 (C+l Bänder) 243 gbit/s 31 km
2017 Ntt[55] 1 pbit/s Einspielermodus 32 46 680 gbit/s 205,6 km
2017 KDDI -Forschung und Sumitomo Electric[56] 10.16 pbit/s 6-Mode 19 739 (C+l Bänder) 120 gbit/s 11,3 km
2018 NICT[57] 159 tbit/s Tri-Modus 1 348 414 gbit/s 1045 km
2021 NICT[58] 319 tbit/s Einspielermodus 4 552 (S, C & L -Bands) 144.5 Gbit/s 3001 km (69,8 km)

Das NICT -Ergebnis 2018 ist bemerkenswert, den Datensatz für den Durchsatz mit einem einzigen Kernkabel zu brechen, dh nicht verwendet, nicht verwendet räumliche Multiplexing.

Neue Techniken

Untersuchungen von DTU, Fujikura & NTT sind insofern bemerkenswert, dass das Team den Stromverbrauch der Optik auf rund 5% reduzieren konnte, verglichen mit mehr Mainstream -Techniken, was zu einer neuen Generation sehr leistungsstarker optischer Komponenten führen könnte.

Jahr Organisation Effektive Geschwindigkeit Anzahl der Ausbreitungsmodi Anzahl der Kerne WDM -Kanäle (pro Kern) Pro Kanalgeschwindigkeit Distanz
2018 Hao Hu, et al. (DTU, Fujikura & NTT)[59] 768 tbit/s
(661 tbit/s)		 Einspielermodus 30 80 320 gbit/s

Die von der RMIT University, Melbourne, Australien, durchgeführten Untersuchungen haben ein nanophotonisches Gerät entwickelt, das durch Verwendung einer Twisted-Light-Technik eine 100-fache Zunahme der aktuellen erreichbaren Glasfasergeschwindigkeiten erreicht hat.[60] Diese Technik trägt Daten zu Lichtwellen, die in eine Spiralform verdreht wurden, um die optische Kabelkapazität weiter zu erhöhen. Diese Technik wird als Orbitalwinkelimpuls (OAM) bezeichnet. Das nanophotonische Gerät verwendet ultra-dünne topologische Nanoblätter, um einen Bruchteil eines Millimeter verdrehten Lichts zu messen. Das nanoelektronische Gerät ist in einem Stecker eingebettet, der kleiner als die Größe eines USB-Anschlusses ist. Das Gerät kann auch zum Empfangen von Quanteninformationen verwendet werden, die über verdrehtes Licht gesendet werden. Es wird wahrscheinlich in einem neuen Bereich der Quantenkommunikation und Quantencomputerforschung verwendet.[61]

Dispersion

Für moderne Glasfaser ist der maximale Übertragungsabstand nicht durch direkte Materialabsorption, sondern durch verschiedene Arten von begrenzt Dispersion, oder Ausbreitung von optischen Impulsen, wenn sie entlang der Faser reisen. Die Dispersion in optischen Fasern wird durch eine Vielzahl von Faktoren verursacht. Intermodale Dispersion, verursacht durch die verschiedenen axialen Geschwindigkeiten verschiedener Quermodi, begrenzt die Leistung von Multi-Mode-Faser. Da Single-Mode-Faser nur einen Quermodus unterstützt, wird die intermodale Dispersion beseitigt.

In Single-Mode-Faserleistung ist die Leistung in erster Linie durch eingeschränkte durch chromatische Dispersion (auch genannt Gruppengeschwindigkeitsdispersion), was auftritt, weil der Index des Glases je nach Wellenlänge des Lichts geringfügig variiert, und Licht von realen optischen Sendern hat notwendigerweise die Spektralbreite ungleich Null (aufgrund der Modulation). Polarisationsmodus DispersionEine weitere Begrenzungsquelle tritt auf, da die Einzelmodusfaser zwar nur einen Quermodus aufrechterhalten können, diesen Modus jedoch mit zwei verschiedenen Polarisationen tragen kann und leichte Unvollkommenheiten oder Verzerrungen in einer Faser die Ausbreitungsgeschwindigkeiten für die beiden Polarisationen verändern können. Dieses Phänomen heißt Faserdoppelbrecher und kann von entgegengewirkt werden von Polarisation-ANTRAGUNGSFISSION. Die Dispersion begrenzt die Bandbreite der Faser, da der ausbreitende optische Impuls die Geschwindigkeit begrenzt, die Impulse auf der Faser folgen und immer noch am Empfänger unterscheidbar sind.

Einige Dispersion, insbesondere chromatische Dispersion, können durch einen „Dispersionskompensator“ entfernt werden. Dies funktioniert mit einer speziell vorbereiteten Faserlänge, die die entgegengesetzte Dispersion zu der durch die Transmissionsfaser induzierten Verteilung aufweist, und dies schärft den Impuls, sodass er durch die Elektronik korrekt dekodiert werden kann.

Dämpfung

Faserdämpfung, was die Verwendung von Verstärkungssystemen erfordert, wird durch eine Kombination von verursacht Materialabsorption, Rayleigh Streuung, Mie Streuungund Verbindungsverluste. Obwohl die materielle Absorption für reines Siliciumdioxid nur etwa 0,03 dB/km beträgt (moderne Faser hat eine Dämpfung von rund 0,3 dB/km), verursachten Verunreinigungen in den ursprünglichen optischen Fasern etwa 1000 dB/km. Andere Formen der Dämpfung werden durch physikalische Belastungen an die Faser, mikroskopische Schwankungen der Dichte und unvollständige Spleißtechniken verursacht.[62]

Übertragungsfenster

"Optical Band" leitet hier weiter. Nicht zu verwechseln mit Optisches Spektrum.

Jeder Effekt, der zur Dämpfung und Dispersion beiträgt, hängt von der optischen Wellenlänge ab. Es gibt Wellenlängenbänder (oder Fenster), bei denen diese Effekte am schwächsten sind und diese für die Übertragung am günstigsten sind. Diese Fenster wurden standardisiert und die derzeit definierten Bänder sind folgende:[63]

Band Beschreibung Wellenlängenbereich
O Band Original 1260 bis 1360 nm
E Band erweitert 1360 bis 1460 nm
S Band kurze Wellenlängen 1460 bis 1530 nm
C Bande konventionell ("Erbiumfenster") 1530 bis 1565 nm
L Band lange Wellenlängen 1565 bis 1625 nm
U Band Ultralong -Wellenlängen 1625 bis 1675 nm

Beachten Sie, dass diese Tabelle zeigt, dass die aktuelle Technologie es geschafft hat, die zweite und dritte Fenster zu überbrücken, die ursprünglich disjunkt waren.

Historisch gesehen gab es ein Fenster, das unter dem o -Band mit dem ersten Fenster mit 800–900 nm genannt wurde. In dieser Region sind jedoch Verluste hoch, sodass dieses Fenster hauptsächlich für Kurzstreckenkommunikation verwendet wird. Die aktuellen niedrigeren Fenster (O und E) um 1300 nm haben viel niedrigere Verluste. Diese Region hat keine Dispersion. Die mittleren Fenster (S und C) um 1500 nm sind am weitesten verbreitet. Diese Region hat die niedrigsten Dämpfungsverluste und erreicht die längste Reichweite. Es hat eine gewisse Dispersion, daher werden Dispersionskompensatorgeräte verwendet, um dies zu entfernen.

Regeneration

Wenn eine Kommunikationsverbindung über eine größere Entfernung erstrecken muss, als die vorhandene faseroptische Technologie in der Lage ist, muss das Signal sein regeneriert an Zwischenpunkten in der Verbindung von Optische Kommunikationsrepeater. Repeater fügen einem Kommunikationssystem erhebliche Kosten hinzu, und daher versuchen Systemdesigner, deren Verwendung zu minimieren.

Die jüngsten Fortschritte in der Faser- und optischen Kommunikationstechnologie haben die Signalverschlechterung bisher verringert Regeneration des optischen Signals wird nur über Entfernungen von Hunderten von Kilometern benötigt. Dies hat die Kosten für optische Netzwerke erheblich gesenkt, insbesondere über Unterwasserspannen, bei denen die Kosten und Zuverlässigkeit von Repeatern einer der Schlüsselfaktoren sind, die die Leistung des gesamten Kabelsystems bestimmen. Die wichtigsten Fortschritte, die zu diesen Leistungsverbesserungen beitragen, sind das Dispersionsmanagement, das die Auswirkungen der Dispersion gegen Nichtlinearität ausgleichen soll. und Solitonen, die nichtlineare Effekte in der Faser verwenden, um eine dispergierungsfreie Ausbreitung über große Entfernungen zu ermöglichen.

Letzte Meile

Hauptartikel: Letzte Meile

Obwohl sich Glasfaser-optische Systeme in Anwendungen mit hoher Bandbreite übertreffen, hat sich die optische Faser nur nur langsam sein Ziel erreicht Faser in den Räumlichkeiten oder um die zu lösen letzte Meile Problem. Der FTTH -Einsatz hat jedoch in den letzten zehn Jahren erheblich zugenommen und wird in naher Zukunft voraussichtlich Millionen abonniert. Zum Beispiel in Japan Epon hat DSL weitgehend als Breitband -Internetquelle ersetzt. Der südkoreanische KT bietet auch einen Dienst namens namens Ftth (Faser zu Hause), das faseroptische Verbindungen zum Haus des Abonnenten bietet. Die größten FTTH -Einsätze sind in Japan, Südkorea und China. Singapur begann mit der Implementierung ihres landesweiten Breitbandnetzwerks der nächsten Generation (Next-Fiber Next Generation), das 2012 für die Fertigstellung geplant ist und von OpenNet installiert wird. Seit sie im September 2010 mit der Einführung von Diensten begonnen haben, hat die Netzwerkberichterstattung in Singapur landesweit 85% erreicht.

In den USA, Verizon Kommunikation bietet einen FTTH -Dienst namens namens Fios Auswählen von High-ARPU-Märkten (durchschnittliche Einnahmen pro Benutzer) in seinem bestehenden Gebiet. Der andere wichtige überlebende ILEC (oder ein amtierender lokaler Austauschunternehmen), AT & T, verwendet a Fttn (Faser zum Knoten) Dienst genannt U-Vers mit verdrehtem Pair zu Hause. Ihre MSO -Konkurrenten beschäftigen FTTN mit Koax verwenden HFC. Alle wichtigsten Zugangsnetzwerke verwenden Glasfaser für den Großteil der Entfernung vom Netzwerk des Dienstanbieters zum Kunden.

Die weltweit dominante Zugangsnetzwerkstechnologie ist Epon (Ethernet Passives optisches Netzwerk). In Europa und unter Telekommunikationsunternehmen in den Vereinigten Staaten, Bpon (ATM-basierte Breitbandpon) und Gpon (Gigabit Pon) hatte Wurzeln in der Fsan (Full-Service-Zugangsnetzwerk) und ITU-T-Standards-Organisationen unter ihrer Kontrolle.

Vergleich mit der elektrischen Übertragung

Eine mobile Faser Optische Spleiß Labor zum Zugang und Spleißen unterirdische Kabel
Ein unterirdisches Glasfaserspleißgehäuse öffnete sich

Die Wahl zwischen optischer Faser und Elektrik (oder Kupfer) Die Übertragung für ein bestimmtes System erfolgt basierend auf einer Reihe von Kompromisse. Die optische Faser werden im Allgemeinen für Systeme ausgewählt, die höher benötigen Bandbreite oder längere Entfernungen, als die elektrische Verkabelung aufnehmen kann.

Die Hauptvorteile von Ballaststoffen sind der außergewöhnlich geringe Verlust (das große Entfernungen zwischen Verstärkern/Repeatern ermöglichen), das Fehlen von Bodenströmen und andere Parasitsignal und Leistungsprobleme, die bei langen parallelen elektrischen Leiter üblich sind (aufgrund der Abhängigkeit von Licht und nicht auf Strom für die Übertragung, und der dielektrischen Natur der Faseroptik) und der von Natur aus hohen datentragenden Kapazität. Tausende elektrische Verbindungen wären erforderlich, um ein einzelnes Faserkabel mit hoher Bandbreite zu ersetzen. Ein weiterer Vorteil von Fasern besteht darin, dass Glasfaserkabel auch dann nein Übersprechenim Gegensatz zu einigen Arten von elektrischen Übertragungsleitungen. Faser können in Bereichen mit hoch installiert werden Elektromagnetische Interferenz (EMI), wie neben Versorgungsleitungen, Stromleitungen und Eisenbahnschienen. Nichtmetallische All-Dielektrikum-Kabel sind auch ideal für Bereiche mit hohem Lightning-Strike-Inzidenz.

Zum Vergleich, während einzelne Kupfersysteme, die länger als ein paar Kilometer länger als einline, inline-Signal-Repeater für eine zufriedenstellende Leistung erfordern, ist es nicht ungewöhnlich, dass optische Systeme über 100 Kilometer (62 mi) ohne aktiv oder aktiv oder übereinstimmen. Passive Verarbeitung. Einmodus-Faserkabel sind häufig in einer Länge von 12 km (7,5 mi) erhältlich, wodurch die Anzahl der über einen langen Kabellauf benötigten Spleiße minimiert wird. Multi-Mode-Faser sind in Längen von bis zu 4 km erhältlich, obwohl die industriellen Standards nur 2 km ungebrochene Läufe vorschreiben.

In kurzer Entfernung und relativ geringen Bandbreitenanwendungen wird die elektrische Übertragung aufgrund seiner häufig bevorzugt

  • Niedrigere Materialkosten, bei denen keine großen Mengen erforderlich sind
  • Niedrigere Kosten für Sender und Empfänger
  • Fähigkeit zu tragen elektrische Energie sowie Signale (in entsprechend gestalteten Kabeln)
  • Einfache Betriebswandler in linear Modus.

Optische Fasern sind schwieriger und teuer als elektrische Leiter. Und bei höheren Kräften sind optische Fasern anfällig für Fasersicherung, was zu einer katastrophalen Zerstörung des Faserkerns und einer Schädigung der Übertragungskomponenten führt.[64]

Aufgrund dieser Vorteile der elektrischen Übertragung ist die optische Kommunikation in Short Box-to-Box nicht üblich. Backplaneoder Chip-to-Chip-Anwendungen; Optische Systeme auf diesen Skalen wurden jedoch im Labor nachgewiesen.

In bestimmten Situationen kann Faser auch für kurze Entfernungen oder eine niedrige Bandbreitenanwendungen aufgrund anderer wichtiger Merkmale verwendet werden:

  • Immunität gegen elektromagnetische Interferenzen, einschließlich Kernkraft elektromagnetische Impulse.
  • Hoch elektrischer WiederstandEs ist sicher Erdpotentiale.
  • Leichteres Gewicht - zum Beispiel in Flugzeugen.
  • Keine Funken - entscheidend in brennbaren oder explosiven Gasumgebungen.[65]
  • Nicht elektromagnetisch strahlen und schwer zu tippen, ohne das Signal zu stören-entscheidend in Umgebungen mit hoher Sicherheit.
  • Viel kleinere Kabelgröße - wichtig, wo der Weg begrenzt ist, z. B. das Networking eines vorhandenen Gebäudes, in dem kleinere Kanäle gebohrt und Platz in vorhandenen Kabelkanälen und -schalen gespeichert werden können.
  • Korrosionsbeständigkeit aufgrund von nicht-metallischem Übertragungsmedium

Optische Glasfaserkabel können in Gebäuden mit demselben Gerät installiert werden, das zur Installation von Kupfer- und Koaxialkabeln verwendet wird, wobei einige Änderungen aufgrund der geringen Größe und der begrenzten Zugspannung und des Biegenradius der optischen Kabel angegeben sind. Optische Kabel können in der Regel in Kanalsystemen in Höhe von 6000 Metern oder mehr in Abhängigkeit vom Zustand des Kanals, des Layouts des Kanalsystems und der Installationstechnik installiert werden. Längere Kabel können an einem Zwischenpunkt gewickelt und nach Bedarf weiter in das Kanalsystem gezogen werden.

Regierungsstandards

Damit verschiedene Hersteller in der Lage sind, Komponenten zu entwickeln, die in Glasfaserkommunikationssystemen kompatibel funktionieren, wurden eine Reihe von Standards entwickelt. Das Internationale Telekommunikationsunion veröffentlicht mehrere Standards im Zusammenhang mit den Merkmalen und der Leistung von Fasern selbst, einschließlich

  • ITU-T G.651, "Eigenschaften eines 50/125 μm Multimode-abgestuften Index-optischen Faserkabels"
  • Itu-t G.652, "Eigenschaften eines einzelmodischen optischen Faserkabels"

Andere Standards geben Leistungskriterien für Faser, Sender und Empfänger an, die zusammen in konformen Systemen verwendet werden können. Einige dieser Standards sind:

Toslink ist das häufigste Format für digitaler Ton Kabel verwenden Kunststofffaser aus Kunststoff Digitale Quellen mit digitalem Anschluss anschließen Empfänger.

Siehe auch

Anmerkungen

  1. ^ Kommunikations -LEDs werden am häufigsten ausgestellt Indiumgalliumarsenidphosphid (Ingaasp) oder Galliumarsenid (Gaas). Da Ingaasp -LEDs bei einer längeren Wellenlänge als GaAs -LEDs (1,3 Mikrometer gegenüber 0,81–0,87 Mikrometern) arbeiten, ist ihr Ausgangsspektrum, während die Energie in Energie um einen Faktor von etwa 1,7 äquivalent ist.

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Weitere Lektüre

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Externe Links