Fiber-optik kommunikasiya

Vikipediya, açıq ensiklopediya
Jump to navigation Jump to search
Optik-fiber qovşaq qutusu. Sarı kabellər tək rejimli liflərdir ; narıncı və mavi kabellər çox modlu liflərdir: sırasıyla 62.5 / 125 μm OM1 və 50/125 μm OM3 müqavimətli
Stealth bir 432-count quraşdırma qaranlıq lif Midtovn Manhattan, New York küçələrində altından keçən kabel

Fiber-optik kommunikasiyaoptik fiber vasitəsilə işıq impulsları göndərməklə məlumatları bir yerdən digərinə ötürmək metodudur. İşıq məlumatları daşımaq üçün modullaşdırılmış elektromaqnit daşıyıcı dalğa təşkil edir. [1] Yüksək buraxılış zolağı genişliyi , uzun məsafəyə elektromaqnit enerjinin ötürülməsi tələb olunduqda, optik-fiber elektrik kabelindən istifadə edilməsi daha əlverişli xarakter daşımasını təmin edir.

Optik fiber, bir çox telekommunikasiya şirkətinin telefon siqnallarını, internet rabitəsini və kabel televiziya siqnallarını ötürmək üçün istifadə edilir. Bell Labs-da tədqiqatçılar fiber-optik kommunikasiyadan istifadə edərək saniyədə 100 betabitdən artıq internet sürətinə çatdıra bilər. [2]

Fon[redaktə | əsas redaktə]

1970-ci illərdə inkişaf etməyə başlayan fiber-optik telekommunikasiya sənayesinə çevrildi və İnformasiya Dövrünün inkişafında böyük rol oynadı. Elektrik ötürülməsindən üstünlüklərdən ötəri, optik liflər əsasən inkişaf etmiş dünyanın əsas şəbəkələrində mis tel rabitə əvəz etmişdir.

Fiber optiklərdən istifadə etməklə əlaqə qurma prosesi aşağıdakı əsas addımları əhatə edir:

  1. Vericinin istifadəsi ilə optik siqnal yaradılır, [3] adətən elektrik siqnalından istifadə edərək.
  2. Siqnalın fiber boyunca ötürülməsi.
  3. Optik siqnal qəbulu
  4. Elektrik siqnalına çevrilməsidir.

Texnologiya[redaktə | əsas redaktə]

Optik lifli kabel (fiber-optic cable) işıq impulslarını keçirə bilən şəffaf şüşə və ya plastik nüvədən ibarətdir. Nüvə əksetdirici qatla (cladding) əhatə olunmuşdur. Əksetdirici qat öz növbəsində, plastikdən olan bufer qatı ilə örtülmüşdür. Sonra öz aralarında hörülmüş liflərdən ibarət olan Kevlar fimasının qoruyucu qatı gəlir. Nəhayət bütün bunlar teflon və ya polivinilxloriddən hazırlanmış xarici örtüklə örtülmüşdür.

Optik lifli kabel elə kabel tipidir ki, koaksial kabeldən və ya hörülmüş cüt əsaslı kabeldən tamamilə fərqlənir. Siqnalların elektrik impulsları şəklində ötürüldüyü mis naqillərdən fərqli olaraq, optik lifli kabel şüşə və ya plastik liflə işıq impulslarını (fotonları) ötürür ki, onların vasitəsilə kompüterin generasiya etdiyi ikilik siqnallar ötürülür. Optik lifli kabellə siqnalların ötürülməsi üçün elektrik əvəzinə işıqdan istifadə olunduğundan kabel həm elektromaqnit, həm də çarpaz əngəllərə qarşı dayanıqlıdır. Bundan başqa, optik lifli kabeldə siqnalın sönmə (naqildən keçdikcə onun zəifləməsi) səviyyəsi mis naqildəkinə nisbətən aşağıdır. Optik lifli kabelin bəzi növlərində siqnal əhəmiyyətli dərəcədə zəifləmədən 120 km-ə qədər məsafə gedə bilər, amma ənənəvi mis kabeldə kabelin tipindən asılı olaraq siqnal 100 m-dən 500 m-ə qədər məsafə getdikdə artıq praktiki olaraq oxunmaz olur. Ona görə də binalar arasında rabitə qurmaq lazım olduğu və ya siqnalı böyük məsafəyə ötürmək gərək olduğu hallarda optik lifli kabel ən yaxşı ötürmə vasitəsidir. Optik lifli kabelin əlavə üstünlüyü odur ki, o, mis kabelə nisbətən böyük təhlükəsizlik dərəcəsi verir, belə ki, ona icazə verilməmiş qoşulma rabitənin pozulmasına gətirir.

Optik lifli kabelin iki əsas tipi mövcuddur: bir modlu və çox modlu. Bu iki tip arasında əsas fərq nüvənin və onun əksetdirici örtüyünün qalınlığındadır. Optik lifli kabelin tipini optik lifin ölçüsünə görə (nüvənin və əksetdirici örtüyün ümumi qalınlığına görə) müəyyən etmək olar. Bir modlu lifdə nüvənin diametri adətən 8,3 mikron, nüvənin və əksetdirici örtüyün ümumi qalınlığı isə 125 mikron olur, ona görə də bir modlu kabeli adətən “bir modlu 8,3/125 lif” kimi işarə edirlər. Ondan fərqli olaraq, çox modlu lif 62,5 mikron diametrli nüvəyə malikdir, nüvənin və əksetdirici örtüyün ümumi qalınlığı isə 125 mikrondur, ona görə də çox modlu lifi “çox modlu 62,5/125 lif” kimi işarə edirlər.

Bir GBIC modulu (burada örtülmüş örtüyü ilə göstərilən) optik və elektrik ötürücüdür . Elektrik əlaqələndirici sağ üstdə və optik əlaqləndiricilər sol altıda göstərilmişdir.

Bir modlu liflə siqnalı ötürmək üçün işıq mənbəyi kimi bir dalğa uzunluğunda işləyən lazerdən istifadə olunur. Ondan fərqli olaraq, çox modlu lifdə işıq diodundan (İŞD) istifadə edilir və o, siqnalları müxtəlif dalğa uzunluğunda keçirə bilər. Bir modlu liflə siqnalı ötürmək üçün bir dalğalı lazerdən istifadə edildiyindən bu lif siqnalları çox böyük məsafələrə ötürə bilir və buna görə də o, adətən xarici kabel xətləri (məsələn, kabel televiziya şəbəkələri) üçün istifadə olunur. Bu tipli kabel çox modluya nisbətən xeyli bahadır və böyük bükülmə radiusuna malikdir, buna görə də o, kompüter şəbəkələrinin kabel sistemləri üçün bir o qədər də uyğun gəlmir. Çox modlu kabel isə əksinə, lokal şəbəkələr üçün daha çox uyğun gəlir, belə ki, o, bir modlu kabel kimi böyük məsafələrdə istifadə edilə bilməsə də, onun qiyməti elə də yüksək deyil və o, böyük bükülmələrə yol verir. Optik lifli kabel üçün daha çox iki tip konnektorlardan istifadə edirlər: SC tipli konnektor (Subscriber Connector) və ST tipli konnektor (Straight Tip connector).

Fiber kabelin növləri[redaktə | əsas redaktə]

Optik fiber aparmaq üçün boru kəmərli bir kabel çəkiliş maşını
Yeraltı xidmət pitində çox modullu optik fiber
İl Təşkilat Effektiv sürət WDM kanalları Kanal həddinə görə Məsafə
2009-cu il Alcatel-Lucent [4] 15.5 Tbit / s 155 100 Gbit / s 7000   km
2010 NTT [5] 69.1 Tbit / s 432 171 Gbit / s 240   km
2011 NEC [6] 101.7 Tbit / s 370 273 Gbit / s 165   km
2011 KİT [7] 26 Tbit / s > 300 50   km
2016 BT & Huawei [8] 5.6 Tbit / s
28 200Gb / s təxminən 140   km?
2016 Nokia Bell Labs , Deutsche Telekom T-Labs & Münih Texniki Universiteti [9] 1 Tbit / s
1 1Tb / s
2016 Nokia-Alcatel-Lucent [10] 65   Tbit / s
6600   Km
2017 BT & Huawei [11] 11.2   Tbit / s
28 400   Gb / s 250   Km
İl Təşkilat Effektiv sürət Yayılma rejimi sayı Nüvələrin sayı WDM kanalları (əsasda) Kanal həddinə görə Məsafə
2011 NICT [12] 109.2 Tbit / s 7
2012 NEC , Corning [13] 1.05 Pbit / s 12 52.4   km
2013 Southampton Universiteti [14] 73.7 Tbit / s 1 (boş) 3x96
(rejimi DM) [15]
256   Gb / s 310   m
2014 Danimarka Texniki Universiteti [16] 43 Tbit / s 7 1045   km
2014 Eindhoven Texnologiya Universiteti (TU / e) və Mərkəzi Florida Universiteti (CREOL) [17] 255 Tbit / s 7 50 ~ 728   Gb / s 1   km
2015 NICT , Sumitomo Elektrik və RAM Fotonika [18] 2.15   Pbit / s 22 402 (C + L bantları) 243   Gb / s 31   km
2017 NTT [19] 1   Pbit / s tək rejimi 32 46 680   Gb / s 205.6   Km
2017 KDDI Araşdırma və Sumitomo Elektrik [20] 10.16   Pbit / s 6-rejimi 19 739 (C + L bantları) 120   Gb / s 11.3   Km
2018 NICT [21] 159 Tbit / s tri-rejimi 1 348 414   Gb / s 1045   km

Yeni texnika[redaktə | əsas redaktə]

DTU, Fujikura & NTT-dən tədqiqat aparan komanda optiklərin enerji istehlakını təxminən 5% -ə qədər azaltmağı bacardı və bu, daha çox elektrik enerjisi ilə effektiv optik komponentlərin yeni nəslinə gətirib çıxara bilər.

İl Təşkilat Effektiv sürət Nüvələrin sayı WDM kanalları (əsasda) Kanal həddinə görə Məsafə
2018 Hao Hu və digərləri (DTU, Fujikura & NTT) [22] 768 Tbit / s
(661 Tbit / s)
30 80 320   Gb / s

Transmissiya pəncərələri[redaktə | əsas redaktə]

Zəifləmə və dispersiyaya kömək edən hər bir təsir optik dalğa uzunluğuna bağlıdır. Bu effektlərin zəif olduğu dalğa uzunluqlu bandlar (və ya pəncərələr) var və bu ötürülmə üçün ən münasibdir. Bu pəncərələr standartlaşdırılmışdır və hazırda müəyyən edilmiş bands aşağıdakılardır: [23]

Qrup Təsvir Dalğa Boyu Aralığı
O band orijinal 1260 - 1360 arası   nm
E bandı genişləndi 1360-1460 arası   nm
S bandı qısa dalğalar 1460 - 1530 arası   nm
C bandı şərti ("erbium pəncərə") 1530-1565   nm
L bandı uzun dalğalar 1565-1625 arası   nm
U band ultralong dalğa uzunluğu 1625 ila 1675   nm

İstinadlar[redaktə | əsas redaktə]

  1. (July 2, 2014) "Future Trends in Fiber Optics Communication" Nəşr edən: WCE, London UK.
  2. "Press release: Alcatel-Lucent Bell Labs announces new optical transmission record and breaks 100 Petabit per second kilometer barrier". Alcatel-Lucent (September 28, 2009). 18 oktyabr 2009 tarixində arxivləşdirilib.
  3. "Guide To Fiber Optics & Permises Cabling". The Fiber Optics Association.
  4. Alcatel-Lucent (2009-10-28). Alcatel-Lucent Bell Labs announces new optical transmission record and breaks 100 Petabit per second kilometer barrier. Press-reliz. Arxivləşdirilib ilkin mənbədən 18 iyul 2013.
  5. NTT (2010-03-25). World Record 69-Terabit Capacity for Optical Transmission over a Single Optical Fiber. Press-reliz.
  6. (2011-04-29) "Ultrafast fibre optics set new speed record".
  7. "Laser puts record data rate through fibre". BBC (22 may 2011).
  8. "BT Trial 5.6Tbps on a Single Optical Fibre and 2Tbps on a Live Core Link". ISPreview (25 may 2016).
  9. "Scientists Successfully Push Fibre Optic Transmissions Close to the Shannon Limit". ISPreview (19 sentyabr 2016).
  10. "65Tbps over a single fibre: Nokia sets new submarine cable speed record". ARS Technica (10 dekabr 2016).
  11. "BT Labs delivers ultra-efficient terabit 'superchannel'". BT (19 iyun 2017).
  12. "Ultrafast fibre optics set new speed record".
  13. {{cite web}} şablonunda url= parametri təyin edilməlidir. . Optics.org.
  14. {{cite web}} şablonunda url= parametri təyin edilməlidir. . New Scientist.
  15. {{cite web}} şablonunda url= parametri təyin edilməlidir. . ISPreview.
  16. {{cite web}} şablonunda url= parametri təyin edilməlidir. . ExtremeTech.
  17. {{cite web}} şablonunda url= parametri təyin edilməlidir. . NICT.
  18. {{cite web}} şablonunda url= parametri təyin edilməlidir. . NTT.
  19. {{cite web}} şablonunda url= parametri təyin edilməlidir. . Global Sei.
  20. {{cite web}} şablonunda url= parametri təyin edilməlidir. . fibre-systems.com.
  21. "Single-source chip-based frequency comb enabling extreme parallel data transmission". Nature Photonics (volume 12, pages 469–473) (2 iyul 2018).

Əlavə oxu[redaktə | əsas redaktə]

Xarici keçidlər[redaktə | əsas redaktə]