Оптикалык тал кабелдер узак магистралдуу байланыш системаларын кантип колдошот?

Модерн байланыш тармактары маалыматты чоң аралыкка минималдуу сигналдын сапатын жоготуп өткөрүү үчүн алдыңкы четтеги өткөрүү технологияларына күчтөн таянат. Бул технологиялардын ичинен, оптикалык тал кабелдер глобалдык байланыш инфраструктуруну түзүүдө негизги роль ойнойт, алар континенттер боюнча жогорку ылдамдыктагы маалымат алмашууну камсыз кылат. Бул күрчөө кабелдер тонкоюп жасалган шыны же пластик талдар аркылуу маалымат ташуу үчүн жарык импульстарын колдонот жана узак аралыктагы байланыш системалары үчүн эң жогорку сыйымдуулук жана ишенчтүүлүк деңгээлин сунуштайды.

Оптикалык тал кабелдүү байланыштын негизги принциби электр сигналдарын жарык толкундарына айландыруу, алар өзгөчө долбоорленген шыны талдар аркылуу жөнөтүлөт. Бул процесс жарык ылдамдыгы менен маалымат алмашууга мүмкүндүк берет жана сигналдын бүтүндүгүн ого чоң аралыктарда сактайт. Традициялык мыс негиздеги өткөргүч орточо сыяктуу эмес, оптикалык талдар минимальдуу электромагниттик бозгодолорго дуушар болот жана мыңдаган километрлер боюнча сигналдын сапатын катуу күчөйтүү талаптарынсыз сактай алат.

Оптикалык тал кабелдүү байланыштын техникалык принциптери

Жарыктын таралышы жана жалпы ички чагылышы

Оптикалык тал кабелдердин негизги технологиясы жарыктын ички тотолуунун принцибине негизделет. Жарык талдын өзөгү аркылуу өткөндө, ал эмне менен капталган материалдан жогорку сындыруу көрсөткүчүнө ээ болот, ошондуктан өзөк менен каптал арасындагы чек аралыкка дайым чагылды. Бул кубулуш жарык сигналдарынын бүтүндөй жолу боюнча талдын өзөгүндө кармоосуна жол берет, сигналдын жоголушун болтурбайт жана маалыматтын бүтүндүгүн узак аралыкта сактап турат.

Оптикалык талдарды так даярдоо белгилүү сындыруу көрсөткүчүнө ээ болгон абдан таза шыныдан тургузуу керек. Өзөктүн диаметри жалпысынан 8–62,5 микрометрди, ал эми капталы чамалуу 125 микрометрге жетет. Бул микроскопиялык тактык оптималдуу жарык жеткирүүнү камсыз кылат жана сигналдын басылуусун минимумга чейин келтирет, ошондуктан сигналды көп жолу жаңыртууга кереги жок болуп, узак аралыкта байланышты мүмкүн кылат.

Узундук бөлүү көбөйтүү технологиясы

Өсүп бараткан оптикалык тал кабелдер түстөрдү бөлүштүрүүнү колдоо, бул бир эле чыбык аркылуу бир нече маалымат агымдарын бир убакта жөнөтүүгө мүмкүндүк берген техника. Жарыктын ар кандай толкун узундуктарын колдонуп, байланыш провайдерлери өздөрүнүн тармактарынын өткөрүүчү кабилийетин катастрофалуу көтөрө алышат. Оптикалык байланышта колдонулган жалпы толкун узундуктарына 850нм, 1310нм жана 1550нм кирет, алардын ар бири белгилүү өткөрүү өзгөчөлүктөрү жана аралыктар үчүн оптималдаштырылган.

Тыгыз түстөрдү бөлүштүрүү системалары бир гана оптикалык чыбыкка жүздөгөн бөлөк толкун каналдарын орнотууга мүмкүндүк берет. Бул мүмкүндүк бир гана чыбыкты секундуна терабиттик маалыматтарды ташууга мүмкүндүк берген чоң маалымат трассасына айландырат. Бул технология кошумча физикалык инфраструктураны салбай-эле кызмат көрсөтүүчү компанияларга туруктуу өсүп турган тарам керектөөлөргө жооп берүүгө мүмкүндүк алганы үчүн узак аралыкта байланышты революция кылды.

Традициялык байланыш каражаттарына карата артыкчылыктары

Сигналдын басылып калышы жана аралык мүмкүнчүлүктөрү

Оптикалык тал кабелдери конвенционалдуу мүзөк базалуу өткөрүү системаларына салыштырмалуу жогорку иштешип чыгышын көрсөтөт. Жогорку сапаттагы оптикалык талдардагы өткөрүүнүн азайышы оптималдуу толкун узундуктарында баасында 1 км сайын 0,2 децибелге жетүү мүмкүн, бул сигналдарды 100 км ашып, күчөйткүч колдонбостон өтүшүн камсыз кылат. Бул төмөнкү жоголтуу оптикалык талдарды континент аралык байланыш линиялары жана суу астындагы кабелдик системалар үчүн идеалдуу кылат.

Мурдагы мүзөк кабелдер кыскараак аралыктарда маанилүү сигналдын сапатынын төмөндөшүн байкашат, жогорку ынтугустуу колдонууларда ар бир бир нече километр сайын сигналды жаңыртуу талап кылынат. Оптикалык талдардын айырмачылуу аралыкка өтүү мүмкүнчүлүгү узак аралыктағы байланыш торлору үчүн инфраструктуранын татаалдыгын жана операциялык чыгымдарын азайтат. Ошондой эле, электромагниттик бозгодолууга каршы төзүмдүүлүк чөйрө шарттарына же электр кошумча жабдууларга жакын болушуна карабастан, сигналдын сапатын туруктуу камсыз кылат.

Бэндвидж жана Маалымат Ийнеси

Тор бакыр кабелдеринин өткөрүүчүлүк мүмкүнчүлүгү башка бардык өткөрүү ортосуна караганда көп жогору. Бир оптикалык тал теоретикалык түрдө терагерц диапазонун колдоого алууга мүмкүндүк берет, бирок практикалык системалар кадимде гигагерцтен жүздөгөн гигагерчке чейинки диапазондо иштейт. Бул эң эле чоң мүмкүнчүлүк бирдей физикалык инфраструктурада бир убакта үн, маалымат жана видео кызматтарын өткөрүүгө мүмкүндүк берет.

Модерн оптикалык тал системалары бир нече узундук каналдарында секундуна 100 гигабиттик жана андан жогорку маалымат өткөрүү тездигине жетишет. Узундук бөлүштүрүү мультиплексирлөө технологиясы менен бириктирилгенде, бир талдын жалпы сыйымдуулугу секундуна бир нече терабитке жетет. Бул масштабдоо оптикалык тал кабелдеринин инфраструктураны толугу менен алмаштырууну талап кылбай-арабыз болуп өсүүчү өткөрүүчүлүккө жооп бере аларын камсыз кылат.

Узак магистралдарга ишке ашыруу

Суу астындагы Кабелдүү Системалар

Материктерди туташтыруу үчүн океандын түбүнө созулган суу астындагы оптикалык кабелдүү системаларга негизделген улуттараралык байланыш колдонулат. Бул эрекше кабелдерге суу кирүүсүн басаңдатуу үчүн болот чымыны, жалпы ток менен камтамак үчүн мунайра өткөргүчтөр жана суу астында жараланууга каршы коргоо катмарлары кирет. Суу астындагы оптикалык кабелдер регенерациялык пункттардын ортосунда 10,000 кмге чейин созулушу мүмкүн, алар алыскыраак материктердин туруктуу байланышын камсыз кылат.

Суу астындагы оптикалык кабелдерди ишке ашыруу өзгөчө кабел төшөөчү кемелерди колдонуу менен курчоо техникасын талап кылат. Бул системалар балык кармуу ирилетүүлөрүнөн же табигый кырсыктардан пайда болгон зыянга каршы туруктуу болушу керек. Прогрессивдүү мониторинг системалары кабелдин ишин даражалап, байланыштын ишенчтүүлүгүнө таасир этүүчү ар кандай начарлоолорду аныктайт.

Жергиликтүү Узак Магистралдар

Жергиликтүү узак магистралдык тармактар ар кандай ыкма менен орнатылган оптикалык кабелдерди колдонот, анын ичинде жер астына коюу, ачык асманда орнатуу жана ушул жерде бар инженердик коридорлорго жайгаштыруу камтылат. Бул тармактар улуттук жана эл аралык байланыш инфраструктурасынын негизин түзөт, чоң шаарларды байланыштырат жана региондор ортосунда жогорку сыйымдуулуктагы маалымат алмашууну камсыз кылат.

Жергиликтүү оптикалык кабелдерге сигналдын күчөйүшүнө компенсация кылуу үчүн узак аралыктарга туюк аралыктар менен оптикалык күчөйткүчтөрдү кошушат. Эрбийге косулган оптикалык кабелдеги күчөйткүчтөр узак магистралдар боюнча жүргүзүлүп келген байланыш системаларында жалпы пайдаланылган С-диапазону толкунунун диапазону боюнча күчөйтүүнү камсыз кылуучу стандарттык технология болуп саналат. Бул күчөйткүчтөр электрлик кайрадан түзөөсүз миңдеген чакырым аралыкка сигналды үзбөстөн өткөрүп берет.

Сапат Көрсөткүчтөрү жана Иштеңсилдикти Оптималдаштыруу

Материалдын Тазалыгы жана Өндүрүш Стандарттары

Оптикалык кабелдердин иштешүүсү алардын түзүлүшүндө колдонулган материалдардын тазалыгына байланыштуу. Миллиардаган бөлүктүн бири өлчөмүндөги киргичтер менен ультра таза кумдуу шыны сигналдын жоголушун минималдуу кылат жана өткөрүүнүн оптималдуу сапаттарын камсыз кылат. Сигналдын бүтүндүгүн бузууга же кабелдердин иштөө мөөнөтүн кыскартууга алып келерин болот, ошондуктан өндүрүш процесстеринде катуу сапаттын башкаруусу сакталышы керек.

Пердели химиялык буу чөкүрүшү жана сырткы буу чөкүрүш ыкмаларын камтыган алдыңкы чегинде өндүрүш ыкмалары оптикалык талга ичинде так сындыруу индекс профилдерин түзөт. Бул процесстер өндүрүштүн бардык сериялары боюнча талдын геометриясынын жана оптикалык касиеттеринин туруктуулугун камсыз кылат. Өндүрүштүн ичинде сапатты текшерүү эл аралык стандарттарга ылайыктуулукту текшерүү үчүн ызы-чуу, дубал көчүрүү, сандык ачылуу жана механикалык берметтик өлчөөлөрүн камтыйт.

Коргош жана Кооздук

Узактан тартылган оптикалык кабелдер иштеп турган мөөнөтү боюнча чөйрө шарттарына каршы туруу үчүн мыкты коргоо конструкцияларын талап кылат. Кабелдин конструкциясы нымдан, температуранын экстремал өзгөрүшүнөн жана механикалык кыйынчылыктардан коргоо максатында буфердик түтүкчөлөр, беркиктиргич элементтер жана сырткы жактардан турган бир нече коргоо катмарларын камтыйт. Бул коргоо элементтери ар кандай чөйрө шарттарында сенимдүү иштөөнү камсыз кылат.

Особо ордуна коюу, аба менен ташып коюу жана катуу өндүрүш чөйрөлөрү сыяктуу насыя талаптарды эске алуу үчүн атайын кабелдин конструкциялары колдонулат. Күн нурлануусунан бузулудан коргоо үчүн ультракызыл материалдар, ал эми жаныбарлардан зыян көрүүнүн алдын алуу үчүн грызундорго каршы броня колдонулат. Коюу шартына ылайыктуу туура кабелди тандоо системанын узак мөөнөттүк иштешине жана техникалык кызмат көрсөтүү зарылдыгына чоң таасир этет.

Келерки өнүгүүлөр жана жаңы технологиялар

Көптөн турган жана Мейкиндикти Бөлүштүрүү

Оптикалык тал кабелдердеги жаңы технологияларга бир эле корпустун ичинде бир нече өз алдынча ядро камтыган көп ядролуу талдар кирет. Бул макулдашуу ар бир талдын өткөрүү мүмкүнчүлүгүн тийкиштирүү аркылуу көбөйтөт. Системанын иштеши максималдуу болушу үчүн ядролордун орундашын оптималдаштыруу жана чектеш ядролор ортосундагы кедергилерди азайтуу боюнча изилдөөлөр улантылып жатат.

Аз ыкма талдар — бир тал ядросунун ичинде бир нече кеңири ыкмаларды колдонуп, өткөрүү мүмкүнчүлүгүн көтөрүүчү дагы бир технологиялык жетишкендик. Ыкма боюнча мультиплексирлөө системалары сигналдын сапатын сактоо үчүн модалдык таралышты башкаруу үчүн комплекстүү сигнал иштетүү ыкмаларын талап кылат. Бул технологиялар оптикалык тал кабелдердин сыйымдуулугун келечекте да кеңейтүүгө мүмкүндүк берет.

Бош ядролуу тал технологиясы

Бош ортолуу тал кабелдер жарыкты катуу шынынын ордуна аба менен толтурулган орто аркылуу жеткирүү үчүн фотондук кристалл структурасын колдонот. Бул тиешесиз эффекттерди азайтат жана конвенционалдуу катуу ортолуу талдарга салыштырмалуу кийинишүүнү азайтат. Иштелип чыгууда болсо да, бош ортолуу технологиялар ультра-төмөн кийинишүүнү талап кылган илимий колдонуулар үчүн ыңгайлуу.

Бош ортолуу талдарды өндүрүүдөгү кыйынчылыктар комплекстүү фотондук кристалл изоляциялык үлгүлөрүн түзүүдө структуралык бүтүндүктү сактоону камтыйт. Төмөнкү механикалык надеждүүлүк жана ушул учурда колдонулуп жаткан тал инфраструктурасы менен туташуу маселелерин чечүү максатында изилдөөлөр улантылып жатат.

ККБ

Тал кабелдер сигналдарды күчөйткүчсүз канча чейинки аралыкка жеткире алат

Жогорку сапаттагы бир модалуу толкун нурлануу кабелдер белгилүү бир толкун узундугуна жана талап кылынган сигнал сапатына жараша 100-120 чакырым аралыкка чейин сигналдарды күчөйтпөй өткөрүү мүмкүндүгүн берет. Эң төмөнкү ызынча 1550нм толкун узундугунда ал аралыктар дагы да алыскө дайыма. Бирок, практикалык системалар кабыл алуучу сигналдын шаң-тозокко каршы оптималдуу коотормусун сактоо үчүн кыйла кыскараак интервалдар менен оптикалык күчөйткүчтөрдү камтыйт.

Оптикалык кабелдер узак аралыкта сигналдын сапатын кантип сактайт

Оптикалык кабелдер нурду тал көрнөгө ичинде кармоочу туруктуу ички чагылтылыш, жутуулуш учурдагы жоготууларды минималдуу деңгээлде кармоочу абдан таза шыны материалдары жана шашылуу жоготууларды азайтуучу так өндүрүш аркылуу сигналдын сапатын сактайт. Ошондой эле, стратегиялык интервалдарга орнотулган оптикалык күчөйткүчтөр электрлиги сигналга которбостон сигналдын күчүн күчөйтүп, өткөрүү жолун боюнча оптикалык артыкчылыктарын сактап калат.

Оптикалык тал кабелдүү системалардын сыйымдуулугун негиздөөчү факторлор кандай

Оптикалык тал кабелдүү системалардын сыйымдуулугу толкун узундуктарынын бөлүштүрүлүшү аркылуу колдоно алган толкун узундук каналдарынын санына, ар бир толкун узундугу каналиндеги маалыматтык жылдамдыкка, кабелдеги оптикалык талдардын санына жана колдонулган модуляция форматтарына байланыштуу. Иригээр системалар бул параметрлердин баарын оптималдаш аркылуу секундунан бир нече терабиттен ашык жалпы сыйымдуулукка жетишет.

Неге суу астында коммуникациялык байланыш үчүн оптикалык тал кабелдерин колдонушот

Тор бойлоп жаткан колемдер үчүн оптикалык кабелдерди колдонуу артыкчылыкка ээ, анткени алар электромагниттик бозгодолууга каршы турат, сигналдын сабынышы төмөн болгондуктан кайталоочуларга аз муктаж болот, эл аралык трафик үчүн чоң-чоң байланыш чегин камсыз кылат жана суу астындагы катуу чөйрөгө каршы өзгөчө коргоо менен жасалып чыгат. Оптикалык талчалардын мыстан жеңил болушу океандын ар бир тарабына кабел тартуунун баасын жана татаалдыгын азайтат.