Wie Glasfaserkommunikation funktioniert und warum sie in der Hochgeschwindigkeitskommunikation verwendet wird

Optische Faserkommunikation ist das Kommunikationsverfahren, bei dem ein Signal in Form von Licht übertragen wird und eine optische Faser als Medium zum Übertragen dieses Lichtsignals von einem Ort zu einem anderen verwendet wird. Das in einer Lichtleitfaser übertragene Signal wird vom elektrischen Signal in Licht umgewandelt und am Empfangsende vom Licht wieder in das elektrische Signal umgewandelt. Die gesendeten Daten können in Form von Audio-, Video- oder Telemetriedaten vorliegen, die über große Entfernungen oder über lokale Netzwerke gesendet werden sollen. Die Glasfaserkommunikation mit guten Ergebnissen bei der Datenübertragung über große Entfernungen mit hoher Geschwindigkeit wurde als Anwendung für verschiedene Kommunikationszwecke verwendet.

Wie funktioniert Glasfaserkommunikation?

Der Glasfaserkommunikationsprozess überträgt ein Signal in Form von Licht, das zuerst aus elektrischen Signalen in Licht umgewandelt und übertragen wird und dann auf der Empfangsseite umgekehrt.

Dieser Vorgang kann anhand eines Diagramms wie folgt erklärt werden:

Senderseite:

Auf der Senderseite werden die Daten zunächst, wenn sie analog sind, an eine Codierer- oder Wandlerschaltung gesendet, die das analoge Signal in digitale Impulse von 0,1,0,1… umwandelt (abhängig davon, wie die Daten sind) und durch a geleitet Lichtquellensenderschaltung. Und wenn der Eingang digital ist, wird er direkt über die Lichtquellensenderschaltung gesendet, die das Signal in Form von Lichtwellen umwandelt.

Glasfaser-Kabel:

Die von der Senderschaltung zum Glasfaserkabel empfangenen Lichtwellen werden nun vom Quellort zum Ziel gesendet und am Empfängerblock empfangen.

Empfängerseite:

Auf der Empfängerseite empfängt die Fotozelle, auch als Lichtdetektor bekannt, die Lichtwellen vom Glasfaserkabel, verstärkt sie mit dem Verstärker und wandelt sie in das richtige digitale Signal um. Wenn nun die Ausgangsquelle digital ist, wird das Signal nicht weiter geändert, und wenn die Ausgangsquelle ein analoges Signal benötigt, werden die digitalen Impulse unter Verwendung der Decoderschaltung zurück in ein analoges Signal umgewandelt.

Der gesamte Prozess der Übertragung eines elektrischen Signals von einem Punkt zum anderen durch Umwandlung in Licht und Verwendung von Glasfaserkabeln als Übertragungsquelle wird als Glasfaserkommunikation bezeichnet.

Warum wird Faser verwendet?

Die Glasfaserdrähte haben den Kupferdraht als Übertragungskabel ersetzt, da er mehr Vorteile als die elektrischen Kabel hat.

• Große Übertragungskapazität : Eine einzelne Silica-Faser kann Hunderttausende von Telefonkanälen übertragen, wobei nur ein kleiner Teil der theoretischen Kapazität genutzt wird.
• Kleine Verluste : Bei modernen Single-Mode-Silica-Fasern gehen ca. 0,2 dB / km Signal verloren, so dass viele zehn Kilometer überbrückt werden können, ohne die Signale zu verstärken.
• Einfache Verstärkung : Eine große Anzahl von Kanälen kann in einem Einzelfaserverstärker erneut verstärkt werden, wenn dies für sehr große Übertragungsentfernungen erforderlich ist.
• Niedrige Kosten : Aufgrund der enormen erreichbaren Übertragungsrate können die Kosten pro transportiertem Bit extrem niedrig sein.
• LightWeight: Glasfaserkabel sind im Vergleich zu Elektrokabeln sehr leicht.
• Keine Interferenz: Glasfaserkabel sind immun gegen Probleme, die bei elektrischen Kabeln auftreten, wie z. B. Erdschleifen oder elektromagnetische Interferenzen (EMI).

Die Gründe erklären deutlich, dass die Glasfaserkabel weitaus besser sind als die koaxialen Kupferkabel, und deshalb werden Glasfaserkabel gegenüber den herkömmlichen Übertragungsmedien bevorzugt.

Warum Licht und nicht Strom?

Licht oder Laserlicht (um genau zu sein) wird für die Glasfaserkommunikation verwendet, da das Laserlicht eine Lichtquelle mit einer Wellenlänge ist. Während die anderen Lichtsignale wie Sonnenlicht oder Glühbirnenlicht viele Lichtwellenlängen haben und als Ergebnis für die Kommunikation einen Strahl erzeugen würden, der sehr viel weniger leistungsfähig ist, würde der Laser mit einem einzelnen Strahl andererseits zu a führen Stärkerer Strahl als Ausgang.

So Weniger Dispersion, mehr Zahl der Übertragung von Signalen und weniger zeitaufwendig macht das Licht eine gute Quelle für die Kommunikation.

Eigenschaften der Glasfaserkommunikation

Bei der Glasfaserkommunikation wird Licht als Signal verwendet, das innerhalb des Glasfaserkabels übertragen wird. Diese Art der Kommunikation weist Eigenschaften auf, die wichtig sind, um diskutiert zu werden, und macht sie zu einer guten Art der Kommunikation.

• Bandbreite - Einzelne Laserlichtstreuung bedeutet, dass eine gute Signalmenge pro Sekunde übertragen werden kann (Informationen werden in Bits übertragen), was zu einer hohen Bandbreite für große Entfernungen führt.
• Kleinerer Durchmesser - Der Durchmesser des Glasfaserkabels beträgt ca. 300 Mikrometer.
• Leichtgewicht - Das Glasfaserkabel ist im Vergleich zum Kupferkabel leicht.
• Fernsignalübertragung - Da sich das Laserlicht nicht zerstreut, kann es problemlos über große Entfernungen übertragen werden.
• Geringe Dämpfung - Die Faser besteht aus Glas und der Laser bewegt sich durch sie. Das übertragene Signal hat nur einen Verlust von 0,2 dB / km.
• Übertragungssicherheit - Optische Verschlüsselung und kein Vorhandensein des elektromagnetischen Signals machen die Daten über Glasfaser sicher.

Anwendungen von Glasfasern

Glasfaserkommunikation wird hauptsächlich in der Telekommunikationsindustrie verwendet, die die Glasfaser verwendet für:

• Übertragung von Telefonsignalen.
• Internetkommunikation.
• Kabelfernsehen Signalübertragung.

Abgesehen davon wird Glasfaser heutzutage überall in Haushalten, Industriezweigen, Büros für Ferngespräche sowie für die Kommunikation über kleine Entfernungen verwendet.

Auswirkungen opotischer Fasern auf das Internet der Dinge (Internet of Things)

Die Glasfaserkommunikation wird einen großen Einfluss auf das IOT haben, und diese aufgeführten Dinge erklären Ihnen, wie das IOT Glasfaser erfordern würde.

• Schnelle Übertragungsmedien - Die Zukunft wird IOT sein und alle unsere Geräte und Dinge werden mit dem Internet verbunden sein, was eine gute Kommunikation und hohe Geschwindigkeit erfordert. Das einzige Übertragungsmedium, das eine solche Anforderung unterstützt, ist Glasfaser. Für die Zukunft sind IOT und IOT Glasfasern für eine optimale Kommunikation erforderlich, mit deren Hilfe eine drahtlose Datengeschwindigkeit von bis zu 100 Gbit / s erreicht werden kann, sodass die Kommunikation und die Übertragung großer Datenmengen in Sekundenschnelle möglich sind.
• Datensicherheit - Die Sicherheit im Internet der Dinge ist das Hauptanliegen, wenn wir an große Datenmengen denken, die zwischen Milliarden miteinander verbundener Geräte übertragen werden sollen. Das Hacken von Daten von Kommunikationsmedien ist möglich, es sei denn, es handelt sich um Glasfaser. Die optischen Fasern sind sehr schwer zu hacken und das Hacken, ohne entdeckt zu werden, ist nahezu unmöglich. Auch hier kann eine Glasfaser dazu beitragen, die Daten zu sichern und mit sehr hoher Geschwindigkeit zu übertragen.
• Kein Datenverlust durch Interferenz - Die Glasfaserkabel können überall installiert werden (auch unter Wasser oder in Hochtemperaturbereichen) und weisen keine elektromagnetischen Interferenzen auf, was zu keinem Datenverlust aufgrund von Interferenzen führt.