اقرأ في هذا المقال
- أساسيات المستقبل الليفي البصري التماثلي
- ميزات جهاز استقبال الألياف البصرية التماثلي
- عدد نقاط الاختبار لدراسة ارتباط الألياف البصرية التماثلية
- فوائد المستقبل الليفي البصري التماثلي
- تطور المستقبل الليفي البصري التماثلي
- مكونات كابلات الألياف البصرية التماثلية
يتكون رابط الألياف البصرية التماثلية من جهاز إرسال يحول الإشارة الكهربائية إلى إشارة ضوئية، وألياف ضوئية لتوجيه الضوء وجهاز استقبال يكتشف إشارة الضوء ويحولها إلى إشارة كهربائية، حيث أنّ مصادر الضوء هي إمّا الثنائيات الباعثة للضوء “LED” أو الصمامات الثنائية الليزرية وأجهزة الكشف عبارة عن ترانزستورات ضوئية أو ثنائيات ضوئية.
أساسيات المستقبل الليفي البصري التماثلي
نظراً للطريقة التي تعمل بها الليزرات الليفية، فإنّ الترميز الرقمي الشائع على الألياف هو “<20% هو 0″ و”> 80% هو 1″، لذا فإنّ الحزمة لا “تتوقف” أبداً فهي تختلف فقط بين الطاقة المنخفضة والعالمية، كما يعد إيقاف تشغيل الليزر حدثاً أكثر بكثير من تغيير مستوى طاقته لذا فإن هذه الطريقة أسرع.
يتم وضع البيانات المرسلة من خلال ترميزات مختلفة قبل الانتقال إلى الألياف التي تضمن أشياء مثل عدد متساوٍ من 1 و0، ولا تحتوي على سلسلة طويلة جداً من 1s أو 0s على التوالي، كما يتم فك تشفير البيانات المستلمة من هذا التنسيق قبل تمريرها، وبالنسبة لشبكة إيثرنت على أي حال تكون سرعة البيانات “الأولية” الفعلية في الخط أكبر من السرعة “الاسمية” للسماح بنقل البيانات التي تم فك تشفيرها بالسرعة الاسمية.
يتم تقديم جهاز استقبال للتطبيقات البصرية المتماسكة منخفضة التكلفة، حيث يتم ضمان البساطة المفاهيمية من خلال استخدام ليزر موحد متكامل مُعدَّل خارجياً، كما يتم توفير المذبذبات المحلية وأجهزة الكشف الضوئية السريعة من خلال قسم التغذية الراجعة الموزعة ومعدِّل الامتصاص الكهربائي لليزر الأحادي.
تضمن ميزة القفل بالحقن والتي يتم الحصول عليها من خلال التكوين الداخلي للمستقبل ترجمة دقيقة للتردد أثناء الاستقبال المتماسك، وتجنب الحاجة إلى معالجة الإشارات الرقمية المستخدمة عادةً لغرض استعادة الإشارة، كما يتم عرض جهاز الاستقبال المقترح تجريبياً للإرسال السلكي متعدد الموجات الحاملة والتماثلية لإشارات الراديو اللاسلكية.
يتم عرض تعدد إرسال بتقسيم التردد على شكل “Nyquist” بمعدلات بيانات تصل إلى “10 جيجابت / ثانية”، والإرسال في الوقت الفعلي لإشارات الراديو متعددة الإرسال ذات النطاق الضيق بتقسيم التردد المتعامد بقدرة “64” من أجل ميزانية خسارة بصرية تبلغ “31 ديسيبل”.
- “LED” هي اختصار لـ “Light Emitting Diode”.
ميزات جهاز استقبال الألياف البصرية التماثلي
- مولد موجة جيبية على متن الطائرة بسعة وتردد متغيرين.
- حماية المدخلات من الجهد الزائد باستخدام الدوائر المتكاملة.
- يدعم برنامج تشغيل جهاز الإرسال إشارة الإدخال ذات التردد المنخفض والمتوسط.
- دعم إشارة جيبية خارجية بمدى متغير “10 هرتز” إلى “500 كيلو هرتز”.
عدد نقاط الاختبار لدراسة ارتباط الألياف البصرية التماثلية
- نطاق استقبال واسع.
- ارتباط عرض النطاق الترددي الواسع من “660 نانومتر” إلى “850 نانومتر”.
- الاتصال الصوتي عبر كابل الألياف الضوئية البلاستيكي.
- ارتباط على متن الطائرة في وحدة الاستقبال والإرسال.
فوائد المستقبل الليفي البصري التماثلي
- مولد الوظيفة الداخلية.
- الاتصال الصوتي.
- دعم مولد الوظيفة الخارجية.
تطور المستقبل الليفي البصري التماثلي
تم تطوير وصلة ألياف ضوئية تماثلية ذات عرض نطاق عريض لنقل الإشارات بسرعة فائقة في ظل الظروف مع المجالات الكهرومغناطيسية المعقدة، حيث يتم تحويل الإشارات الكهربائية فائقة السرعة إلى إشارات ضوئية عن طريق طريقة التحويل الكهروضوئية التي تعمل عبر آلية تعديل السعة، ومع انتقال مسافة عدة كيلومترات يتم استرداد الإشارة الضوئية عن طريق طريقة التحويل الكهروضوئي في المقابل.
كما يدل قياس الارتباط إلى أنّ عرض النطاق الترددي الخاص به هو “0.0003 جيجاهرتز” – “3 جيجاهرتز” والتسطيح داخل النطاق “± 1 ديسيبل”، والنطاق الديناميكي الخطي “40 ديسيبل” وضوضاء النواتج من الذروة إلى الذروة خلال “5 مللي فولت”، وكلا من نسب الموجة الدائمة للإدخال والنواتج أقل من 2، كما يتم تطبيقه في تجارب الميكروويف عالية الطاقة.
كما أنّ وصلة الألياف البصرية التماثلية بسرعة “3 جيجاهرتز” والتي تستخدم تقنيات التحويل الكهروضوئية والكهربائية الضوئية مناسبة لنقل إشارات النبض بسرعة فائقة، حيث إنّه يحسن بشكل كبير هامش عرض النطاق الترددي لنظام التشخيص.
تجد روابط الألياف الضوئية بشكل متزايد تطبيقات في الاتصال عن بعد للإشارات من وإلى أنظمة الاتصالات الخلوية أو الشخصية “PCS”، وفي توزيع إشارات تلفزيون الكابل “CATV” وفي التحكم عن بعد بهوائي الرادار، والنطاق الواسع لمتطلبات التطبيق ونطاقات التردد يحول دون إجراء مناقشة مقارنة عامة للوصلات المستخدمة في جميع هذه التطبيقات.
يتمثل أحد مفاتيح تنظيم مناقشة مقارنة في إدراك أنّ روابط الألياف الضوئية أحادية الاتجاه على عكس المحاور ثنائية الاتجاه أو الدليل الموجي المقصود منها استبدالها، وغالباً ما تؤدي هذه الحقيقة إلى التأكيد على المتطلبات الفنية المختلفة اعتماداً على الوظيفة الأساسية التي يحققها الارتباط، وبالتالي فإنّ إحدى طرق تنظيم مناقشة مقارنة حول الروابط هي تجميع روابط الألياف البصرية في ثلاث فئات وظيفية روابط الإرسال والتوزيع والاستقبال.
يمكن أن تكون روابط بيانات الألياف الضوئية إما تماثلية أو رقمية بطبيعتها على الرغم من أنّ معظمها رقمي، وكلاهما له بعض المعايير الحرجة المشتركة وبعض الاختلافات الرئيسية، حث لكليهما يعتبر هامش الفقد البصري أو ميزانية الطاقة أكثر أهمية، كما يتم تحديد ذلك من خلال توصيل الوصلة مع موهن قابل للتعديل في مصنع الكابلات وتغيير الخسارة بين المرسل والمستقبل.
سيتم اختبار روابط البيانات التناظرية من أجل نسبة الإشارة إلى الضوضاء لتحديد هامش الارتباط بينما تستخدم الروابط الرقمية معدل خطأ البتات كمقياس للأداء، حيث يتطلب كلا الرابطين اختبار النطاق الترددي الكامل المحدد للتشغيل، ولكن تم تحديد معظم روابط البيانات الآن لتطبيق شبكة معين مثل شاشات “AM CATV” أو “RGB” الملونة للروابط التماثلية و”SONET” أو”Ethernet” أو القناة الليفية للروابط الرقمية.
- “CATV” هي اختصار لـ “Cable television”.
- “AM” هي اختصار لـ “amplitude modulation”.
- “SONET” هي اختصار لـ “Synchronous Optical Network”.
- “PCS” هي اختصار لـ “Personal Communications Service”.
- “RGB” هي اختصار لـ “Red, Green and Blue”.
مكونات كابلات الألياف البصرية التماثلية
ينقل رابط بيانات الألياف الضوئية الإشارات كنبضات أو ضوء متغير عبر الألياف الضوئية المضمنة في مصنع كابل الألياف الضوئية، كما يتكون مصنع الكابلات المثبت بشكل دائم من كابل ألياف ضوئية مصمم لحماية الألياف، والتي يتم تثبيتها وتقسيمها وإنهائها باستخدام الأجهزة المناسبة للترابط مع أجهزة إرسال واستقبال رابط البيانات.
يجب اختيار مصنع الكابلات وتركيبه لتحمل البيئة التي تم تركيبها فيها، وعادة ما يتم إنهاء مصنع الكابلات في المنافذ أو لوحات التصحيح بالقرب من معدات الاتصالات، وعادةً ما يتم توصيل مصنع الكابلات المركب بأجهزة الإرسال والاستقبال بواسطة حبال قصيرة.
يجب أن يكون مصنع كابل الألياف الضوئية متوافقًا مع معلمات أداء أجهزة الإرسال والاستقبال حتى يعمل الارتباط بشكل صحيح، وهذا يشمل أنواع الألياف والموصلات والفقد البصري وعرض النطاق الترددي لمصنع الكابلات، وبالنسبة لمصنع الكابلات يجب حساب ميزانية الخسارة لتقدير خسارته وميزانية الطاقة لتحديد ما إذا كان نظام الاتصالات المخطط له سيعمل عبر مصنع الكابلات.
قطبية الألياف مهمة للتصميم والتوثيق، ونظراً لأنّه يجب توصيل جهاز الإرسال بجهاز الاستقبال حتى يعمل الارتباط يجب أن يكون هناك تقاطع في زوج الألياف في نقطة ما في مصنع الكابلات، كما يتم تركيب مصنع الكابلات الدائمة بشكل مستقيم من خلاله مع توصيل الألياف 1 بالألياف 1 في كل طرف، وهكذا بشكل متماثل.
ونظراً لأنّ الارتباط يتطلب تقاطعاً واحداً يتم تحقيق ذلك بواسطة سلك تصحيح كروس في أحد طرفي الارتباط، كما يجب أن يقتصر موقع أسلاك التصحيح المتقاطعة على منطقة واحدة وعلى سبيل المثال غرفة المعدات الرئيسية، لذا فإن جميع أسلاك التصحيح المزدوجة في هذا الموقع عبارة عن كابلات متقاطعة بينما يتم استخدام الكابلات المستقيمة في جميع المواقع الأخرى.
