Proces přenosu optických signálů pomocí optických kabelů zahrnuje řadu sofistikovaných fyzikálních a optických principů. Níže jsou uvedeny základní kroky při přenosu optických signálů pomocí optických kabelů:
1. Světelný emitor Generuje optický signál
Za prvé, optický signál je typicky generován světelným emitorem (jako je laserová dioda nebo LED). Tyto emitory převádějí elektrické signály na optické signály. V systémech FTTH (Fiber to the Home) jsou laserové diody běžnější volbou, protože mohou generovat -optické signály vysoké intenzity, vhodné pro přenos na dlouhé-vzdálenosti.
2. Přenos optického signálu přes vlákno
Generovaný optický signál je přenášen přes optické vlákno. Optické vlákno je dlouhé, tenké vlákno vyrobené z vysoce čistého křemičitého skla o průměru pouze několik mikrometrů až desítek mikrometrů. Jádro vlákna je sklo s vysokým -indexem lomu-, zatímco vnější vrstva je obalena sklem s nízkým -indexem lomu-; tato struktura vytváří to, co je známé jako „totální vnitřní odraz“.
3. Princip totální vnitřní reflexe
Když optický signál vstoupí do optického vlákna, v důsledku rozdílu v indexech lomu mezi vnitřní a vnější vrstvou, světlo podléhá úplnému vnitřnímu odrazu na rozhraní. Tento odraz je ideální, protože světlo neztrácí téměř žádnou energii, což zajišťuje přenos optického signálu na velké vzdálenosti bez výrazného útlumu.
4. Šíření optického signálu
Když se optický signál šíří v optickém vláknu, podléhá neustálému vnitřnímu odrazu na vnitřní stěně vlákna. Tento nepřetržitý odraz umožňuje optickému signálu cestovat ve vláknu na velké vzdálenosti, aniž by rychle zeslaboval, jako by tomu bylo ve vzduchu.
5. Příjem optického signálu
Na přijímacím konci je optický signál přijímán fotodetektorem (jako je fotodioda) na druhém konci vlákna. Detektor převádí optický signál zpět na elektrický signál; tento proces se nazývá fotoelektrická konverze.
6. Zpracování elektrického signálu
Přijatý elektrický signál je zesílen a zpracován, aby se obnovila jeho původní forma signálu. Tyto signály lze použít pro přenos dat, komunikaci, monitorování nebo jiné aplikace vyžadující elektrické signály.
Výhody
Volitelný-přenos optických signálů kabelem z optických vláken nabízí následující výhody:
Vysoká šířka pásma: Optická vlákna mohou přenášet velké množství dat, takže jsou vhodná pro vysokorychlostní{0}}internet.
Nízká ztráta: Ztráta signálu během přenosu optickými vlákny je velmi nízká, takže je vhodná pro přenos na dlouhé-vzdálenosti.
Silná ochrana-rušení: Optická vlákna jsou odolná vůči elektromagnetickému rušení a zajišťují stabilní přenos signálu.
Vysoká bezpečnost: Optická vlákna je obtížné odposlouchávat a poskytují vynikající zabezpečení.
Stručně řečeno, kabely s optickými vlákny, využívající princip úplného vnitřního odrazu, přenášejí optické signály efektivně a stabilně, což z nich dělá nepostradatelnou součást moderních komunikačních sítí.