Fiber Optik Kabellər Uzaq Məsafəli Rabitə Sistemlərini Necə Dəstəkləyir?

Müasir rabitə şəbəkələri böyük məsafələrə minimal siqnal zəifləməsi ilə məlumat ötürmək üçün irəlli ötürücü texnologiyalardan intensiv şəkildə istifadə edir. Bu texnologiyalar arasında fiber optik kabellər qıtalararası yüksək sürətli məlumat ötürülməsini təmin edən qlobal telekommunikasiya infrastrukturunun əsasını təşkil edir. Bu cür inkişaf etmiş kabellər nazik şüşə və ya plastik liflər vasitəsilə məlumat daşımaq üçün işıq impulslarından istifadə edərək uzaq məsafəli rabitə sistemləri üçün əvvəlki heç birinə bənzəməyən zolaq eni imkanları və etibarlılığı təqdim edir.

Optik lif vasitəsilə rabitənin əsas prinsipi elektrik siqnallarını xüsusi hazırlanmış şüşə liflər daxilində hərəkət edən işıq dalğalarına çevirməkdən ibarətdir. Bu proses siqnal bütövlüyünü böyük məsafələr boyu saxlayaraq işıq sürəti ilə məlumat ötürülməsinə imkan verir. Ənənəvi mis naqillərdən fərqli olaraq, optik liflər minimal elektromaqnit müdaxiləsinə məruz qalır və əhəmiyyətli gücləndirmə tələbləri olmadan minlərcə kilometr boyu siqnal keyfiyyətini saxlaya bilir.

Optik Lif Rabitəsinin Texniki Prinsipləri

İşığın Yayılması və Tam Daxili Qayıtma

Fiber optik kabelin əsas texnologiyası tam daxili qaytarma prinsipinə əsaslanır. İşıq nüvədə hərəkət edərkən, ətrafındakı örtük materialından daha yüksək sınma indeksinə malik olan nüvədən dəfələrlə qayıdır. Bu hadisə işıq siqnallarının keçdikləri bütün məsafə boyu nüvə daxilində qalmasını təmin edir və beləliklə siqnal itkisini qarşısını alır və məlumat bütövlüyünü uzun məsafələr üzrə saxlayır.

Optik liflərin dəqiq istehsalı müəyyən sınma indeksinə malik olduqca təmiz şüşənin alınması prosesini əhatə edir. Nüvənin diametri adətən 8 ilə 62,5 mikrometr arasında dəyişir, buna qarşılıq örtük təxminən 125 mikrometrə qədər uzanır. Bu mikroskopik dəqiqlik işığın optimal tənzimlənməsini təmin edir və siqnalın zəifləməsini minimuma endirir ki, bu da tez-tez siqnalın bərpasına ehtiyac olmadan uzun məsafəli rabitəni mümkün edir.

Dalğa Uzunluğu Bölünməsi Çoxlaşdırılması Texnologiyası

İrəliləmiş fiber optik kabel dalğa uzunluğu bölüşdürülməsini dəstəkləyir, bu texnika bir neçə məlumat axınının eyni anda tək bir lifdən keçməsinə imkan verir. Müxtəlif işıq dalğa uzunluqlarından istifadə edərək, rabitə operatorları şəbəkələrinin ötürmə tutumunu əhəmiyyətli dərəcədə artırırlar. Optik rabitədə istifadə olunan ümumi dalğa uzunluqlarına 850 nm, 1310 nm və 1550 nm daxildir ki, bunların hər biri müəyyən ötürmə xarakteristikaları və məsafə tələbləri üçün optimallaşdırılıb.

Sıx dalğa uzunluğu bölüşdürmə sistemləri tək bir optik lifdə yüzlərlə ayrı dalğa kanalını yerləşdirə bilir. Bu qabiliyyət tək bir lifi saniyədə terabit informasiyanı idarə edə bilən böyük məlumat magistralına çevirir. Bu texnologiya xidmət göstərənlərin əlavə fiziki infrastruktur qoymadan artan zolaq eni tələblərini ödəmələrinə imkan yaratdığı üçün uzaq məsafəli rabitəni inqilablaşdırmışdır.

Ənənəvi Rabitə Vasitələri Üstünlükləri

Siqnal Zəifləməsi və Məsafə İmkanları

Lazer lifi kabeli konvensional mis əsaslı ötürmə sistemlərinə nisbətən üstün iş performansı göstərir. Yüksək keyfiyyətli optik liflərdə zəifləmə optimal dalğa uzunluğunda kilometrə 0,2 desibell qədər aşağı ola bilər və bu da siqnalların gücləndirmə olmadan 100 kilometrdən artıq məsafəyə getməsinə imkan verir. Bu aşağı itkili xüsusiyyət optik lifləri qitələrarası rabitə xətləri və dənizaltı kabel sistemləri üçün ideal edir.

Ənənəvi mis kabeli çox daha qısa məsafələrdə əhəmiyyətli siqnal keyfiyyəti itirməsi ilə üzləşir və yüksək sürətli tətbiqlər üçün adətən hər bir neçə kilometrdə siqnalın yenidən gücləndirilməsini tələb edir. Optik liflərin üstünlüklü məsafə imkanları uzun məsafəli rabitə şəbəkələri üçün infrastrukturun mürəkkəbliyini və əməliyyat xərclərini azaldır. Bundan əlavə, elektromaqnit müdaxiləyə qarşı immunitet mühit şəraitindən asılı olmayaraq və ya elektrik avadanlığına yaxınlıqdan asılı olmayaraq siqnal keyfiyyətinin sabit olmasını təmin edir.

Zolaq genişliyi və Məlumat tutumu

Fiber optik kabelin en kəsici qabiliyyəti hazırda mövcud olan digər bütün ötürmə vasitələrindən xeyli üstün olur. Nəzəri olaraq tək bir optik lif terahertz diapazonunda en kəsici dəstəyini təmin edə bilər, lakin praktik sistemlər adətən gigahertsdən yüzlərlə gigaherts aralığında işləyir. Bu böyük həcm eyni fiziki infrastruktur üzərində səs, məlumat və video xidmətlərinin eyni vaxtda ötürülməsini təmin edir.

Müasir fiber-optik sistemlər tək dalğa kanalları üzrə saniyədə 100 gigabit və daha çox məlumat sürətinə nail ola bilir. Dalğa uzunluğu bölünməsi multiplexing texnologiyaları ilə birləşdirildikdə, tək bir lifin ümumi tutumu saniyədə birdən çox terabait səviyyəsinə çata bilər. Bu miqyaslaşdırma qabiliyyəti fiber optik kabelin tam infrastrukturun əvəz olunmasına ehtiyac olmadan gələcək zolaq genişliyi artımını ödəyə bilməsini təmin edir.

Uzaq məsafəli şəbəkələrdə tətbiqi

Sualtı Kabel Sistemləri

Beynəlxalq rabitə, materikləri birləşdirən okean dibini əhatə edən dənizaltı fiber-optik kabel sistemlərinə böyük ölçüdə güvənir. Bu ixtisaslaşmış kabellər suyun daxil olmasının qarşısını almaq üçün polad tel təmiri, uzaqdan enerji təchizatı üçün mis keçid və germetik möhürləmə də daxil olmaqla bir neçə qoruyucu təbəqədən ibarətdir. Dənizaltı fiber-optik kabellər regenerasiya nöqtələri arasında 10.000 kilometrdən çox məsafəyə qədər uzana bilir ki, bu da uzaq materiklər arasında birbaşa bağlantını təmin edir.

Dənizaltı fiber-optik kabellərin yerləşdirilməsi xüsusi kabel döşəmə gəmilərindən istifadə edərək inkişaf etmiş quraşdırma texnikalarını əhatə edir. Bu sistemlər balıqçılıq fəaliyyəti və ya təbii fəlakətlər səbəbiylə mümkün zədələnməyə, həmçinin ekstremal okean təzyiqinə və temperatur dəyişikliklərinə dözümlü olmalıdır. İrəli addım monitoring sistemləri kabel performansını davamlı şəkildə qiymətləndirir və rabitənin etibarlılığını təsir edə biləcək hər hansı zəifləməni aşkar edir.

Quru Uzun Məsafəli Şəbəkələr

Quru əsaslı uzun məsafəli şəbəkələr yeraltı qoyulma, havada quraşdırılma və mövcud kommunal koridorlara yerləşdirmə daxil olmaqla müxtəlif üsullarla quraşdırılmış lif-optik kabellərdən istifadə edir. Bu şəbəkələr əsas böyük şəhərləri birləşdirərək milli və beynəlxalq rabitə infrastrukturunun əsasını təşkil edir və regionlar arasında yüksək həcmli məlumat mübadiləsini təmin edir.

Yerüstü lif-optik kabel quraşdırmalarında adətən uzun məsafələr üzrə siqnalın zəifləməsini kompensasiya etmək üçün müntəzəm aralıqlarla optik gücləndiricilər nəzərdə tutulur. Yaxşılaşdırılmış erbi ilə legirlənmiş lif gücləndiriciləri uzun məsafəli rabitə sistemlərində ümumiyyətlə istifadə olunan C-diaqon dalğa uzunluğu diapazonu üzrə qazanc təmin etdiyinə görə standart texnologiyaya çevrilib. Bu gücləndiricilər elektriksi regenerasiya olmadan minlərcə kilometr boyu davamlı siqnal ötürülməsini imkan verir.

Keyfiyyət Faktorları və Sürətin Optimallaşdırılması

Materialın Xalisliyi və İstehsal Standartları

Lazer kabelinin performansı onun quruluşunda istifadə olunan materialların təmizliyindən asılıdır. Milyardda bir hissə ilə ölçülən qarışıq maddə səviyyəsinə malik ultra-təmiz silika şüşəsi minimal udma itkilərini və optimal ötürülmə xarakteristikasını təmin edir. İstehsalat prosesləri siqnal bütövlüyünü pozan və ya kabelin iş ömrünü azaldan defektlərin qarşısını almaq üçün ciddi keyfiyyət nəzarətini saxlamalıdır.

İrəli addım atılmış istehsalat texnikalarına optik lifdə dəqiq şüalanma indeksinin yaradılmasını təmin edən modifikasiya edilmiş kimyəvi buxar çökeltməsi və xarici buxar çökeltmə metodları daxildir. Bu proseslər bütün istehsal seriyaları üzrə sabit lif həndəsəsini və optik xüsusiyyətləri təmin edir. İstehsal zamanı keçirilən keyfiyyət testlərinə zəifləmə, zolaq genişliyi, ədədi aperturnun və mexaniki möhkəmliyin ölçülməsi daxildir ki, bunlar beynəlxalq standartlara uyğunluğun təsdiqi üçün lazımdır.

Ekoloji Mühitin Müdafiəsi və Davamlılıq

Uzun məsafəli fiber optik kabellər işlək ömür boyu ətraf mühit şəraiti ilə mübarizə aparmaq üçün möhkəm qoruyucu strukturlara ehtiyac duyur. Kabel konstruksiyaları nəmlikdən, temperatur ekstremallarından və mexaniki gərginlikdən qorunmaq üçün nəzərdə tutulmuş bufer boruları, möhkəmləndirici elementlər və xarici örtüklər də daxil olmaqla, bir neçə qoruyucu təbəqədən ibarətdir. Bu qoruyucu elementlər müxtəlif ətraf mühit şəraitində etibarlı işləməni təmin edir.

Xüsusi kabel konstruksiyaları birbaşa torpağa dəfn etmə, hava xətləri üzrə quraşdırma və çətin sənaye mühitləri kimi konkret ətraf mühit tələblərinə cavab verir. Şüa şüalanmasından dağılmanı qarşısını alan UV-ə dayanan materiallar və həşaratdan zərərlənməyə qarşı möhkəm korpuslar təhlükəsini azaldır. Quraşdırma mühitinə əsaslanaraq uyğun kabel konstruksiyalarının seçilməsi uzunmüddətli sistem etibarlılığına və təmir tələblərinə əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərir.

Gələcək İnkişaflar və Yeni Texnologiyalar

Çoxnüvəli və Məkan Bölgüsü ilə Çoxlayıcı

Fibra-optik kabeldəki inkişaf etməkdə olan texnologiyalara bir neçə müstəqil nüvəni tək örtük strukturuna daxil edən çoxnüvəli liflər daxildir. Bu yanaşma, fəza bölməli çoxlayımlaşdırmaya imkan verir və effektiv şəkildə ayrı-ayrı liflərin ötürmə tutumunu artırır. Sistem performansını maksimuma çatdırmaq üçün nüvələrin yerləşdirilməsinin optimallaşdırılması və qonşu nüvələr arasındakı keçidlərin azaldılması üzrə tədqiqatlar davam etdirilir.

Az sayda rejimlı liflər ötürmə tutumunu artırmaq üçün tək lif nüvəsində bir neçə fəza rejimindən istifadə edən başqa bir texnoloji irəliləyiş təmsil edir. Rejim bölməli çoxlayımlaşdırma sistemləri modal dispersiyanı idarə etmək və siqnal keyfiyyətini saxlamaq üçün mürəkkəb siqnal emal üsullarını tələb edir. Bu texnologiyalar fibra-optik kabelin tutumunun gələcəyə qədər miqyasının genişlənməsinə zəmin yaradır.

Hollow Core Fiber Texnologiyası

Borulu nüvəli fiber optik kabellər işığı hava ilə dolu nüvələr üzərindən təbii şüşə əvəzinə ötürmək üçün foton kristal strukturlarından istifadə edir. Bu yanaşma qeyri-xətti effektləri azaldır və ənənəvi katı nüvəli liflərlə müqayisədə daha aşağı gecikməli ötürmə imkanı verir. Hələ inkişaf etdirilmə mərhələsində olsa da, borulu nüvə texnologiyaları ultra aşağı gecikməli rabitə tələb olunan xüsusi tətbiqlər üçün perspektivlidir.

Borulu nüvəli liflərin istehsalı ilə bağlı çətinliklərə mürəkkəb foton kristal qılıf naxışlarının yaradılması zamanı struktur bütövlüyünün saxlanması daxildir. Mövcud lif infrastrukturuna mexaniki etibarlılığı və birləşdirmə uyğunluğunu təmin edərkən bu strukturları praktik istifadə üçün optimallaşdırmağa dair tədqiqatlar davam etdirilir.

SSS

Fiber optik kabelin siqnalları gücləndirmə olmadan ötürə biləcəyi maksimum məsafə nə qədərdir

Yüksək keyfiyyətli tək rejimlı lif optik kabellər istifadə olunan müəyyən dalğa uzunluğundan və tələb olunan siqnal keyfiyyətindən asılı olaraq gücləndirmə olmadan 100-120 kilometrə qədər siqnalları ötürə bilər. Ən aşağı zəifləməni təmin edən 1550 nm dalğa uzunluğunda məsafələr daha da arta bilər. Lakin, praktiki sistemlərdə tez-tez siqnal-gürültü nisbətini saxlamaq üçün məsafələr qısaldılır və etibarlı məlumat ötürülməsi üçün optik gücləndiricilərdən istifadə olunur.

Lif optik kabellər uzun məsafələrdə siqnal keyfiyyətini necə saxlayır

Lif optik kabellər siqnal keyfiyyətini bir neçə mexanizm vasitəsilə saxlayır: işıq şüasını lifin nüvəsində saxlayan tam daxili əks, udulmanı minimuma endirən ultra-təmiz şüşə materialları və səpilmə itkilərini azaldan dəqiq istehsal texnologiyaları. Bundan əlavə, strategiyaya uyğun yerləşdirilmiş optik gücləndiricilər siqnalı elektrik siqnalına çevirmədən gücləndirir və ötürmə yol boyu optik üstünlükləri qoruyur.

Fiber optik kabel sistemlərinin tutumunu təyin edən amillər hansılardır

Fiber optik kabel sistemlərinin tutumu dalğa uzunluğu bölməli çoxlayıcılıq vasitəsilə dəstəklənən dalğa kanallarının sayı, hər bir dalğa kanalı üçün məlumat sürəti, kabeldəki fiber nüvələrin sayı və istifadə olunan modulyasiya formatlarından asılıdır. İrəli səviyyə sistemlər bu bütün parametrləri optimallaşdırmaqla saniyədə bir neçə terabitdən artıq ümumi tutuma nail ola bilər.

Niyə fiber optik kabellər su altı rabitə əlaqələri üçün üstünlük təşkil edir

Fiber optik kabeldən dəniz tətbiqləri üçün elektromaqnit girişməyə qarşı immunitet təmin etdiyinə, aşağı siqnal zəifləməsi səbəbilə daha az təkrarlayıcıya ehtiyac duyulduğuna, beynəlxalq trafa üçün böyük ötürmə zolağı tutumunu təmin etdiyinə və dəniz mühitinə qarşı xüsusi qorunma ilə istehsal oluna bildiyinə görə üstünlük verilir. Misə nisbətən optik liflərin yüngül təbiəti həmçinin okeanlar altı kabel sistemləri üçün quraşdırma xərclərini və mürəkkəbliyini azaldır.