Nā Uea Optic Fiber no ke Kamaʻilio Mamao Loa
I ke au kikohoʻe, ʻaʻole i kaupalena ʻia ka pono no nā pilina wikiwiki a paʻa i nā kūlanakauhale nui. Pono nā lawelawe kahe, ka helu ao, ka hālāwai wikiō, nā hana panakō, a me nā ʻōnaehana nānā ʻoihana i nā ʻōnaehana kamaʻilio e hiki ke lawe i nā ʻikepili he nui ma nā wahi mamao loa. ʻO kēia kahi e pāʻani ai nā kaula fiber optic i kahi kuleana koʻikoʻi. Ke hoʻohālikelike ʻia me nā mea hoʻoili kuʻuna e like me nā uea keleawe a i ʻole nā hawewe lekiō, hāʻawi nā fiber optics i ka mana kiʻekiʻe loa, ka attenuation haʻahaʻa, a me ke kū'ē maikaʻi ʻana i ka hoʻopilikia electromagnetic. ʻAʻole ia he mea kupanaha he fiber-optic ka hapa nui o nā pūnaewele iwi kuamoʻo pūnaewele a me nā kaula submarine honua.
He aha ke kaula fiber optic?
ʻO ke kaula fiber-optic kahi mea hoʻoili e hoʻohana ana i ka mālamalama e hoʻouna i ka ʻike. Alakaʻi ʻia ke kukui ma o nā olonā lahilahi loa (ma kahi o ke anawaena o kahi kaula lauoho), i hana pinepine ʻia me ke aniani silica a i ʻole nā plastics kūikawā. Ma muli o ka lawe ʻana i nā hōʻailona optical, ʻaʻole nā au uila, ua palekana nā kaula fiber-optic i ka hoʻopilikia electromagnetic e hoʻopilikia pinepine ai i nā kaula keleawe.
Ma keʻano laulā, ʻekolu mau ʻāpana nui o ka fiber optical:
1. ʻŌpū: ka ʻāpana waena kahi e laha ai ka mālamalama.
2. ʻUhi (ʻūpā): kahi papa me kahi helu kuhikuhi refractive haʻahaʻa e hōʻike ana i ka mālamalama i ke kikowaena ma o ke kumumanaʻo o ka hoʻākāka kūloko holoʻokoʻa.
3. Uhi/Paʻa: pale i ke kumu a me ke kāpili ʻana mai ka pōʻino mechanical a me ka makū.
I loko o nā uaea maoli, ua hōʻuluʻulu ʻia kēia mau olonā i loko o kahi ʻano paʻakikī: i hoʻolako ʻia me kahi lālā ikaika, kahi gel a lipine wai ʻole, kahi papa pale, a me kahi ʻaʻahu waho e kū ai i ke kaomi, ka haunaele, a i ʻole nā kūlana kaiapuni koʻikoʻi.
Kumu Hana: Holo ka ʻIkepili ma luna o ke Kukui
I loko o nā ʻōnaehana kamaʻilio fiber-optic, hoʻololi ʻia ka ʻikepili kikohoʻe i nā pulse māmā. ʻO ke kumu mālamalama i hoʻohana ʻia he diode laser a i ʻole LED (no nā mamao pōkole). Hoʻouna ʻia kēia mau pulse māmā ma o ka fiber, a laila ma ka hopena e loaʻa ana, hoʻololi hou ʻia lākou i mau hōʻailona uila e kahi photodiode, a laila hana ʻia i ʻikepili.
No nā kamaʻilio mamao loa, hoʻohana pinepine ʻia nā lasers no ka mea hana lākou i ka mālamalama ikaika a kuhikuhi, a hiki ke hoʻololi ʻia i nā wikiwiki kiʻekiʻe. Eia kekahi, ʻae ka ʻenehana hou i kahi fiber hoʻokahi e lawe i nā "kahawai" he nui i ka manawa like me ka hoʻohana ʻana i ka Wavelength Division Multiplexing (WDM), kahi e hoʻouna ai i nā nalu he nui (nā kala o ke kukui) ma luna o kahi fiber hoʻokahi. Hoʻonui nui kēia ʻano hana i ka hiki ke hoʻoili me ka ʻole o ka koi ʻana i nā kaula hou.
Nā ʻano o ka Optical Fiber no ka mamao loa
ʻElua mau ʻano nui o ka fiber optical: mode hoʻokahi a me ke ʻano multi-mode.
1. ʻO ke kaula hoʻokahi-ʻano (SMF)
He ʻuʻuku loa kona kikowaena (ma kahi o 8-10 µm) no laila e laha ka mālamalama ma ke ʻano hoʻokahi. ʻO kona pono, he haʻahaʻa loa ka hoʻopuehu ʻana, e ʻae ana i nā hōʻailona e hele i nā wahi lōʻihi me ka liʻiliʻi o ka hoʻopilikia ʻana. ʻO ia ke koho mua no nā pūnaewele mamao loa, me nā iwi kuamoʻo lawe, nā pūnaewele intercity, a me nā kaula wai.
2. ʻO ke kaula uila multi-mode (MMF)
He ʻoi aku ka nui o ko lākou kikowaena (50 a i ʻole 62,5 µm) a ʻae i ka mālamalama e pālahalaha ma nā ʻano he nui. ʻO ka hopena kēia i ka hoʻopuehu nui ʻana a kaupalena i ko lākou laulā kūpono. Hoʻohana pinepine ʻia nā MMF no nā mamao pōkole, e like me nā pūnaewele intra-building a i ʻole ma waena o nā polokalamu i loko o kahi kikowaena ʻikepili.
ʻOiai ʻo kā mākou kumuhana he kamaʻilio mamao loa, ʻo ke kumu nui e pili mau ana i ka fiber mode hoʻokahi, i hui pinepine ʻia me nā amplifier optical a me nā mea hoʻoili mana kiʻekiʻe.
No ke aha he ʻoi aku ka maikaʻi o ka Fiber Optic no ke kamaʻilio mamao loa?
Aia kekahi mau kumu koʻikoʻi e lilo ai ka fiber optics i maʻamau no ka hoʻoili mamao loa:
1. Hoʻemi haʻahaʻa
He liʻiliʻi loa ka attenuation o nā olonā optical o kēia wā (ma kahi o 0,2 dB/km ma kekahi mau nalu). ʻO ke ʻano kēia, hiki i nā hōʻailona ke hele i nā ʻumi a i nā haneli kilomita ma mua o ka pono ʻana o ka hoʻonui ʻana.
2. Ka nui loa o ka mana
Me ka WDM a me ka modulation holomua, hiki i ka fiber ke hōʻea i nā terabits i kekona i ka hiki, ʻoi aku ka nui ma mua o nā hiki o nā kaula keleawe, ʻoi aku hoʻi ma nā wahi lōʻihi.
3. Palekana i ka hoʻopilikia electromagnetic (EMI)
Ma muli o kona lawe ʻana i ka mālamalama, ʻaʻole i hoʻopilikia ʻia ka fiber optical e nā kahua electromagnetic mai nā mīkini ʻoihana, ka uila, a i ʻole nā laina mana uila kiʻekiʻe. He mea koʻikoʻi kēia no ke kūpaʻa o ka lawelawe.
4. Palekana kiʻekiʻe aʻe
ʻOi aku ka paʻakikī o ke kī ʻana i ka fiber optical ma mua o nā kaula keleawe. ʻOiai ʻaʻole hiki ʻole, ʻoi aku ka paʻakikī o nā hoʻāʻo a hiki ke ʻike ʻia ma o nā loli i ka attenuation.
5. Ka liʻiliʻi a me ke kaumaha māmā
Hiki ke hoʻopili ʻia nā olonā he nui i loko o hoʻokahi kaula me ka mālama ʻana i kahi anawaena liʻiliʻi, e kōkua ana i ka hoʻokomo ʻana i nā ducts / nā pā kaula a i ʻole nā laina honua.
Nā Pilikia a me nā Hoʻonā Kamaʻilio Mamao Loa
ʻOiai kona mau pono, ke kū nei ke kamaʻilio mamao loa ma o ka fiber optical i nā pilikia loea:
1. Hoʻopuehu
Hiki i nā pulse māmā ke hoʻonui ma nā wahi lōʻihi, e hoʻoulu ai i ka overlap ma waena o nā bits a me ka hōʻino ʻana i ka maikaʻi o ka hōʻailona. ʻO nā hoʻonā e pili ana i ka hoʻohana ʻana i nā fibers me nā ʻano dispersion kikoʻī, ka uku hoʻolaha, a me ka modulation coherent hou.
2. Nā koi hoʻemi a me ka hoʻoikaika
ʻOiai inā haʻahaʻa ka attenuation, aia nō ia. Ma nā pūnaewele mamao loa, hoʻohana ʻia nā amplifier optical e like me EDFAs (Erbium-Doped Fiber Amplifiers), hiki ke hoʻonui i nā hōʻailona optical me ka ʻole o ka hoʻololi mua ʻana iā lākou i nā hōʻailona uila. ʻOi aku ka maikaʻi o ka pūnaewele.
3. ʻO ka nonlinearity optical
Ma nā ikaika kiʻekiʻe, hiki i ka fiber ke hoʻolauna i nā hopena nonlinear e hoʻopilikia i ka hōʻailona, ʻoi aku hoʻi i nā ʻōnaehana WDM paʻa. ʻO ka hoʻolālā mana, ka hoʻokaʻawale ʻana o ke kahawai, a me nā ʻano hana DSP (Digital Signal Processing) e kōkua i ka kaohi ʻana i kēia mau hopena.
4. Ka pōʻino kino a me ke kaiapuni
No nā kaula ma lalo o ka honua, pono nā kaula e kū i ka makū a me ke kaomi. No nā kaula ma lalo o ka wai, pono e hoʻolālā ʻia e kū i nā au o ke kai, nā nahu holoholona kai i kekahi mau hihia, a me ke kaomi kiʻekiʻe. No laila, ʻo nā kaula ma lalo o ka wai he mau papa pale hou a me kahi hoʻolālā paʻa loa.
Nā Noi Fiber Optic Mamao Loa
He nui loa ka hoʻohana ʻana o ka fiber optical mamao loa, me:
– Iwi kuamoʻo pūnaewele aupuni: e hoʻohui ana i nā kūlanakauhale nui a me nā kikowaena ʻikepili.
– Nā uwea moana honua: e hoʻohui ana i nā ʻāina ʻē a me nā ʻāina, e lilo ana i "koko ola" o ka pūnaewele honua.
– Pūnaewele kikowaena inter-data: kākoʻo i ka hana hou ʻana o ka ʻikepili, nā lawelawe ao, a me nā ʻike kahe.
– Pūnaewele kelepona mea hoʻohana: no ke kelepona, nā lawelawe kelepona paʻalima (backhaul), a me nā lawelawe ʻoihana.
– Nā ʻōnaehana koʻikoʻi: nā kamaʻilio no ka panakō, ke aupuni, ka ikehu, a me nā ʻōnaehana halihali.
Ma nā ʻāina mokupuni he nui, he mea nui nā fiber optics ma lalo o ke kai no ke komo like ʻana i ka pūnaewele. Me ka ʻole o nā fiber optics, e ʻoi aku ke kumukūʻai a me ka palena o ka pilina ma waena o nā mokupuni ma mua o ka hilinaʻi wale ʻana i nā satelite.
Kaʻina Hana Hoʻokomo a me ka Mālama
Pono ka hoʻolālā akahele no ke kau ʻana i ke kaula fiber optic mamao loa: nā ana ʻana o ke ala, nā ana ʻana i nā koi o ka mana, ke koho ʻana i ke ʻano o ke kaula, a me nā helu ʻana i ka waihona kālā loulou. Hana ʻia nā pilina fiber ma o ka splicing (ʻo ka fusion splicing maʻamau) e hōʻemi i ka nalowale o ka loulou. Ke hoʻokomo ʻia, hoʻāʻo ʻia ka maikaʻi o ka loulou me ka hoʻohana ʻana i kahi mea hana e like me ka Optical Time Domain Reflectometer (OTDR) e ʻike i ka attenuation, nā wahi splice, a me nā pōʻino hiki.
He mea koʻikoʻi nō hoʻi ka mālama ʻana i ka pūnaewele fiber optic. Hiki ke hana ʻia nā hoʻopilikia ma muli o ka ʻeli ʻana, nā pōʻino kūlohelohe, a i ʻole ka hōʻino ʻana o nā ʻāpana. No laila, hoʻokō ka nui o nā mea lawelawe i ka nānā ʻana i ka pūnaewele manawa maoli, nā ala hou, a me nā kaʻina hana hoʻoponopono wikiwiki e mālama i ka loaʻa ʻana o ka lawelawe.
ʻO ka wā e hiki mai ana o ka Fiber Optics no nā mamao lōʻihi
Ke hoʻomau nei ka ulu ʻana o ka ʻenehana fiber optic. ʻO nā ʻōnaehana optics coherent, nā polokalamu Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexer (ROADM), a me ka hoʻonui ʻia ʻana o ka nui o WDM e hiki ai i nā pūnaewele ʻoi aku ka maʻalahi a me ka mana kiʻekiʻe. Ke hoʻomau nei ka noiʻi ʻana i nā fibers hanauna e hiki mai ana, ka hoʻemi ʻana o ka latency, a me ka pono o ka ikehu, no ka ulu ʻana o nā pono o nā kikowaena ʻikepili a me nā pūnaewele honua.
ʻO ka mea hope loa, ʻoi aku nā kaula fiber optic ma mua o nā "kaula pūnaewele," akā ʻo ke kumu no ka hoʻololi kikohoʻe hou. No nā kamaʻilio mamao loa, hāʻawi nā fiber optics i kahi hui kūpono o ka mana kiʻekiʻe, ke kūpaʻa kiʻekiʻe, a me ka pono i hiki ʻole ke hoʻohālikelike ʻia e nā pāpāho ʻē aʻe. Me ka hoʻomohala kaulike a hoʻolālā ʻia o ke kahua fiber optic, hiki i ka pilina maikaʻi ke hōʻea i nā wahi hou aʻe, e kākoʻo mau ana i ka hoʻonaʻauao, ka hoʻokele waiwai, a me nā lawelawe lehulehu.
Inā makemake ʻoe, hiki iaʻu ke hoʻololi i kēia ʻatikala i kahi kaila ʻepekema (me nā kuhikuhi), kahi kaila kaulana no nā blog, a i ʻole e hoʻohui i nā ʻāpana kūikawā e like me "nā kaula wai", "nā helu kālā loulou", a i ʻole "nā ʻokoʻa hana hou ʻana o EDFA vs OEO" e like me ka mea e pono ai.
