Bagaimana komunikasi gentian optik berfungsi dan mengapa ia digunakan dalam komunikasi berkelajuan tinggi

Komunikasi Serat Optik adalah kaedah komunikasi di mana isyarat dihantar dalam bentuk cahaya dan serat optik digunakan sebagai media untuk menghantar isyarat cahaya dari satu tempat ke tempat lain. Sinyal yang dihantar dalam gentian optik ditukar dari isyarat elektrik menjadi cahaya dan pada hujung penerima, ia diubah kembali menjadi isyarat elektrik dari cahaya. Data yang dikirim dapat berupa data audio, video atau telemetri yang akan dikirimkan dari jarak jauh atau melalui Jaringan Kawasan Setempat. Komunikasi gentian optik mempunyai hasil yang baik dalam pemindahan data jarak jauh dengan kecepatan tinggi, ia telah digunakan sebagai aplikasi untuk pelbagai tujuan komunikasi.

Bagaimana Fiber Optic Communication berfungsi?

The proses komunikasi gentian optik menghantar isyarat dalam bentuk cahaya yang pertama ditukarkan kepada cahaya dari isyarat elektrik dan dihantar, dan kemudian sebaliknya berlaku di pihak penerima.

Proses ini dapat dijelaskan menggunakan rajah seperti di bawah:

Bahagian pemancar:

Di sisi pemancar, pertama jika data analog, ia dihantar ke litar pengekod atau penukar yang mengubah isyarat analog menjadi denyut digital 0,1,0,1… (bergantung pada bagaimana data itu) dan dilewatkan melalui litar pemancar sumber cahaya. Dan jika inputnya digital maka secara langsung dihantar melalui litar pemancar sumber cahaya yang menukar isyarat dalam bentuk gelombang cahaya.

Kabel Fiber Optik:

Gelombang cahaya yang diterima dari rangkaian pemancar ke kabel serat optik kini dihantar dari lokasi sumber ke destinasi dan diterima di blok penerima.

Bahagian Penerima:

Sekarang di sisi penerima, photocell, juga dikenal sebagai pengesan cahaya, menerima gelombang cahaya dari kabel gentian optik, menguatkannya menggunakan penguat dan mengubahnya menjadi isyarat digital yang tepat. Sekarang jika sumber output digital maka isyarat tidak berubah lebih jauh dan jika sumber output memerlukan isyarat analog maka denyutan digital kemudian ditukar kembali ke isyarat analog menggunakan litar penyahkod.

Seluruh proses penghantaran isyarat elektrik dari satu titik ke titik yang lain dengan mengubahnya menjadi cahaya dan menggunakan kabel Fiber optik sebagai sumber penghantaran dikenali sebagai Komunikasi Serat Optik.

Mengapa Fiber digunakan?

Kabel gentian telah menggantikan wayar tembaga sebagai kabel penghantaran kerana ia mempunyai lebih banyak kelebihan daripada kabel elektrik.

Kapasiti penghantaran yang besar : Serat silika tunggal dapat membawa beratus-ratus ribu saluran telefon, hanya menggunakan sebahagian kecil dari kapasiti teori.
Kerugian Kecil : Kira-kira 0.2 dB / km isyarat hilang untuk gentian silika mod tunggal tunggal sehingga puluhan kilometer dapat dijembatani tanpa menguatkan isyarat.
Amplifikasi Mudah : Sebilangan besar saluran dapat diperkuat semula dalam satu penguat gentian jika diperlukan untuk jarak transmisi yang sangat besar.
Kos Rendah : Oleh kerana kadar penghantaran yang besar dapat dicapai, kos setiap bit yang diangkut boleh menjadi sangat rendah.
LightWeight: Berbanding dengan kabel elektrik, kabel fiber optik sangat ringan.
Tiada Gangguan: Kabel gentian optik kebal terhadap masalah yang timbul dengan kabel elektrik, seperti gelung tanah atau gangguan elektromagnetik (EMI).

Sebabnya jelas menjelaskan bahawa kabel gentian optik jauh lebih baik daripada kabel tembaga sepaksi dan inilah sebabnya mengapa kabel gentian optik lebih disukai daripada medium penghantaran konvensyen.

Mengapa elektrik dan tidak elektrik?

Cahaya atau cahaya Laser (tepatnya) digunakan untuk komunikasi serat optik kerana alasan bahawa cahaya laser adalah sumber cahaya panjang gelombang tunggal. Walaupun isyarat cahaya lain seperti cahaya matahari atau cahaya mentol mempunyai panjang gelombang cahaya yang banyak dan sebagai hasilnya, jika digunakan untuk komunikasi, mereka akan menghasilkan sinar yang sangat kurang kuat dan di sisi lain, laser yang mempunyai satu sinar akan menghasilkan rasuk yang lebih kuat sebagai output.

Jadi, Kurang Penyebaran, menghantar lebih banyak bilangan isyarat & menghabiskan lebih sedikit masa menjadikan cahaya menjadi sumber komunikasi yang baik.

Ciri-ciri Komunikasi Serat Optik

Dalam komunikasi gentian optik, cahaya digunakan sebagai isyarat yang dipancarkan di dalam kabel gentian optik. Mod komunikasi ini mempunyai ciri-ciri yang penting untuk dibincangkan dan menjadikannya mod komunikasi yang baik.

Jalur Lebar - Penyebaran cahaya laser tunggal bermaksud jumlah isyarat yang baik dapat dihantar (Maklumat dipindahkan dalam bit) sesaat yang menghasilkan lebar jalur tinggi untuk jarak jauh.
Diameter lebih kecil - Diameter kabel gentian optik berdiameter kira-kira 300 mikrometer.
Ringan - Kabel gentian optik ringan berbanding kabel tembaga.
Transmisi isyarat jarak jauh - Oleh kerana cahaya laser tidak tersebar, ia dapat disebarkan dengan mudah melalui jarak jauh.
Pelemahan rendah - Serat terbuat dari kaca dan laser bergerak melaluinya, isyarat yang dihantar hanya kehilangan 0.2 dB / km.
Keselamatan penghantaran - Penyulitan optik dan tidak adanya isyarat elektromagnetik menjadikan data selamat daripada serat optik.

Aplikasi Serat Optik

Komunikasi gentian optik digunakan terutamanya dalam industri telekomunikasi yang menggunakan gentian optik untuk:

Penghantaran Isyarat Telefon.
Komunikasi Internet.
Penghantaran Isyarat Televisyen Kabel.

Selain itu, serat optik pada masa kini, digunakan di mana-mana sahaja di rumah, industri, pejabat untuk jarak jauh dan juga untuk komunikasi jarak jauh.

Kesan Serat Opotikal terhadap IoT (Internet of Things)

Komunikasi Fiber Optik akan memberi kesan besar kepada IOT dan perkara-perkara yang disenaraikan ini akan menjelaskan kepada anda bagaimana IOT memerlukan Fiber Optics.

Media Penghantaran Cepat - Masa depan akan menjadi IOT dan semua peranti dan barang kami akan disambungkan ke internet, yang memerlukan komunikasi yang baik dan berkelajuan tinggi. Satu-satunya media penghantaran yang menyokong keperluan tersebut ialah Optical Fiber. Masa depan memerlukan IOT dan IOT memerlukan serat optik untuk komunikasi terbaik yang dapat membantu mencapai kelajuan data tanpa wayar sehingga kelajuan 100 Gbps, membuat komunikasi dan pemindahan data bersaiz besar dalam beberapa saat.
Keselamatan Data - Keselamatan di IoT menjadi perhatian utama apabila kita memikirkan sejumlah besar data yang akan dipindahkan antara berbilion peranti yang disambungkan bersama. Penggodaman data dari media komunikasi boleh dilakukan kecuali jika serat Optik. Serat optik sangat sukar untuk digodam dan digodam tanpa dikesan adalah seperti mustahil. Oleh itu, serat optik dapat membantu mengamankan data dan memindahkannya pada kelajuan yang sangat tinggi.
Tiada kehilangan data kerana gangguan - Kabel gentian optik boleh dipasang di mana sahaja (walaupun di bawah air atau di kawasan suhu tinggi) dan tidak mempunyai gangguan elektromagnetik sehingga tidak ada kehilangan data akibat gangguan.