Ffibr optigcyfathrebu, cyfathrebu lloeren, a chyfathrebu radio yw'r tri philer o rwydweithiau cyfathrebu modern, gyda ffibr optig
cyfathrebu yw'r prif gynheiliad oherwydd ei fanteision sylweddol niferus
Hanes Cyfathrebu Fiber Optic
Nid yw defnyddio golau ar gyfer cyfathrebu yn gysyniad hollol newydd. Mae defnydd hynafol fy ngwlad o dyrau golau ar gyfer larymau yn enghraifft wych o gyfathrebu optegol gweledol, a gellir ystyried defnydd Ewropeaid o signalau baner i drosglwyddo gwybodaeth fel ffurfiau cyntefig o gyfathrebu optegol.
Gellir olrhain ffurf y cyfathrebu optegol modern yn ôl i'r ffôn optegol a ddyfeisiwyd gan Alexander Graham Bell ym 1880. Defnyddiodd olau'r haul fel ffynhonnell golau, gan ganolbwyntio'r trawst ar ddrych dirgrynol o flaen y trosglwyddydd, gan achosi i ddwysedd y golau newid gyda'r llais, gan felly fodiwleiddio dwyster y golau. Ar y pen derbyn, roedd drych parabolig yn adlewyrchu'r pelydr golau o'r atmosffer i'r batri, ac roedd grisial seleniwm yn gweithredu fel y derbynnydd optegol, gan drosi'r signal golau yn gerrynt trydan, gan drosglwyddo signalau llais yn llwyddiannus trwy'r atmosffer. Oherwydd diffyg ffynhonnell golau delfrydol a chyfrwng trosglwyddo ar y pryd, roedd gan y ffôn optegol hwn bellter trosglwyddo byr iawn a dim defnydd ymarferol, felly roedd ei ddatblygiad yn araf. Fodd bynnag, roedd y ffôn optegol yn dal i fod yn ddyfais wych, gan brofi ymarferoldeb defnyddio tonnau golau fel tonnau cludo i drosglwyddo gwybodaeth. Felly, gellir dweud mai'r ffôn optegol Bell oedd y prototeip o gyfathrebu optegol modern.
Roedd dyfeisio'r lamp yn ei gwneud hi'n bosibl adeiladu systemau cyfathrebu optegol syml a'u defnyddio fel ffynonellau golau, megis cyfathrebu rhwng llongau a rhwng llongau a thir, signalau troi ceir, a goleuadau traffig. Mewn gwirionedd, mae unrhyw fath o olau dangosydd yn system gyfathrebu optegol sylfaenol. Mewn llawer o achosion, gellir defnyddio golau fflwroleuol band eang-deuodau allyrru golau (LEDs) fel ffynonellau golau.In 1960, dyfeisiodd Americanaidd Robert Maiman y laser rhuddem cyntaf, sydd, mewn ffordd, datrys y broblem o ffynonellau golau a dod â gobaith newydd i gyfathrebu optegol. O'i gymharu â golau cyffredin, mae gan laserau led sbectrol cul, cyfeiriadedd rhagorol, disgleirdeb uchel iawn, a nodweddion da amledd a chyfnod cymharol gyson. Mae laserau yn olau cydlynol iawn, ac mae eu nodweddion yn debyg i donnau radio, gan eu gwneud yn gludwr optegol delfrydol. Yn dilyn y laser rhuddem, ymddangosodd laserau nitrogen-hydrogen (He-Ne) a laserau carbon deuocsid (CO2) a chawsant eu rhoi ar waith yn ymarferol. Arweiniodd dyfeisio a chymhwyso laserau at gyfnod newydd ar gyfer cyfathrebu optegol, a oedd wedi bod yn segur ers 80 mlynedd.
Ers i Kao Kuen gynnig y cysyniad o ffibr optegol fel cyfrwng trawsyrru ym 1966, mae cyfathrebu ffibr optegol wedi datblygu'n gyflym o ymchwil i gais, gydag uwchraddio technolegol parhaus, gan wella galluoedd cyfathrebu yn gyson (cyfradd trosglwyddo a phellter cyfnewid), ac ehangu cwmpas y cais.
Y pum cam o gyfathrebu ffibr optig
Y cam cyntaf oedd y cyfnod datblygu o ymchwil sylfaenol i gymhwysiad masnachol. Gan ddechrau ym 1976, yn dilyn cyflymder ymchwil a datblygu, ac ar ôl llawer o brofion maes, cafodd y system tonnau optegol cenhedlaeth gyntaf sy'n gweithredu ar donfedd o 0.8μm ei rhoi mewn cymhwysiad masnachol yn swyddogol ym 1978.
Yr ail gam oedd y cyfnod cymhwyso ymarferol, gyda'r nod ymchwil o wella cyfradd trosglwyddo a chynyddu pellter trosglwyddo, a hyrwyddo ei gymhwysiad yn egnïol.
Roedd y trydydd cam yn canolbwyntio ar allu uchel iawn a phellter hir iawn, gydag ymchwil gynhwysfawr a manwl i dechnolegau newydd. Yn ystod y cyfnod hwn, cyflawnwyd cyfathrebu ffibr optegol modd gwasgariad sengl 1.55μm. Mae'r system gyfathrebu ffibr optegol hon yn defnyddio technoleg modiwleiddio allanol, gan gyflawni cyfraddau trosglwyddo o 2.5-10 Gbit yr eiliad a phellteroedd trosglwyddo di-ddiwedd o 100-150 km. Gellid cyflawni lefelau uwch fyth yn y labordy.
Nodweddir pedwerydd cam systemau cyfathrebu ffibr optig trwy ddefnyddio mwyhaduron optegol i gynyddu pellteroedd ailadrodd a defnyddio technoleg amlblecsio rhannu tonfedd (WDM) i gynyddu cyfradd didau a phellter ailadrodd. Gan fod y systemau hyn weithiau'n defnyddio cynlluniau nwl-gwahaniaeth neu heterodyne, fe'u gelwir hefyd yn systemau cyfathrebu optegol cydlynol.
Mae pumed cam systemau cyfathrebu ffibr optig yn seiliedig ar gywasgu aflinol i ganslo ehangu gwasgariad ffibr, gan gyflawni trosglwyddiad cydffurfiol o signalau pwls optegol, a elwir hefyd yn gyfathrebu soliton optegol. Mae'r cam hwn wedi ymestyn dros 20 mlynedd ac wedi cyflawni cynnydd arloesol.
Cymwysiadau cyfathrebu ffibr optig modern
Gall ffibr optegol drosglwyddo signalau digidol ac analog. Ar hyn o bryd, mae 90% o wasanaethau cyfathrebu byd-eang yn dibynnu ar drosglwyddo ffibr optegol. Gyda datblygiad technoleg cyfathrebu ffibr optegol, mae llawer o wledydd ledled y byd wedi ymgorffori systemau cyfathrebu ffibr optegol yn eu rhwydweithiau telathrebu cyhoeddus, rhwydweithiau cyfnewid, a rhwydweithiau mynediad.
Mae rhwydweithiau trawsyrru asgwrn cefn band eang ffibr optegol a rhwydweithiau mynediad yn datblygu'n gyflym ac ar hyn o bryd dyma brif ffocws ymchwil, datblygu a chymhwyso. Gellir crynhoi gwahanol gymwysiadau cyfathrebu ffibr optegol fel a ganlyn:
(1) Rhwydweithiau Cyfathrebu: Defnyddir cyfathrebu ffibr optig yn eang mewn rhwydweithiau cyfathrebu ac mae wedi dod yn ddull prif ffrwd o gyfathrebu modern.
(2) Rhwydweithiau ardal leol cyfrifiadurol (LANs) a rhwydweithiau ardal eang (WANs) yw'r Rhyngrwyd.
(3) Rhwydweithiau cefnffyrdd a dosbarthu rhwydweithiau teledu cebl, gorsafoedd daear lloeren systemau teledu diwydiannol, llinellau microdon, derbynwyr antena, ac ati.
(4) Rhwydweithiau mynediad ffibr optig ar gyfer gwasanaethau integredig.
(5) Synwyryddion ffibr optig. A siarad yn fanwl gywir, nid yw synwyryddion ffibr optig yn perthyn i'r maes cyfathrebu. Fodd bynnag, mae synwyryddion ffibr optig yn faes cymhwyso hynod bwysig o opteg ffibr.