Fiber Circuit:een beginnershandleiding voor het communicatiesysteem

Fiber Optic Setup

Bron:Wikimedia Commons

In het verleden was elektrische bekabeling het belangrijkste totdat mensen een hoge bandbreedte over een lange afstand nodig hadden. Helaas voldeden de elektrische kabels niet aan de criteria. Daarom had het een efficiëntere vervanging nodig. En de glasvezel kwam langs. Interessant is dat u kunt vertrouwen op glasvezel om grote hoeveelheden gegevens met extreem hoge snelheden te verzenden. Het is dus geen verrassing dat je het in de meeste internetkabels vindt. Maar de technologie heeft enkele nadelen, zoals het falen van glasvezelcircuits, wat verwaarloosbaar is, vooral voor multi-fiber arrays met hoge dichtheid.

Wil meer weten? U bent op de juiste plaats, want we zullen meer bespreken over de compacte, chronisch implanteerbare arrays van glasvezelcircuits met hoge dichtheid.

Laten we doorgaan!

Wat is een glasvezelcircuit?

Glasvezel gebruikt hetzelfde idee van de beweging van informatie op verschillende manieren. De telefoon heeft bijvoorbeeld een draadkabel.

Glasvezelcircuit

Bron:Wikimedia Commons

Daarom is het vezelcircuit een pad waar elektronen met informatie reizen. En deze elektronen gaan naar verschillende elektrische apparaten. Het wordt ook geleverd met een lampje dat fungeert als informatiedrager. En dit licht verspreidt zich met behulp van de totale interne reflectie via een transparante optische golfgeleider.

Daarom neemt de kabel het geluid mee naar het stopcontact in de muur terwijl je in het apparaat spreekt. Bovendien heeft het geen gedragstekorten. Dientengevolge zal een andere lijn het geluid naar de lokale telefooncentrale verplaatsen en waarschijnlijk een eerste overbelastingsstoring ondergaan.

Maar de mobiele telefoon werkt daarentegen anders. Het apparaat werkt door informatie te verzenden en te ontvangen met onoverwinnelijke radiogolven en grootschalige neurale dynamiek. Dit gebeurt dus omdat mobiele telefoons geen kabels gebruiken.

Soorten optische vezels

Nu weet je een beetje over glasvezel; het is cruciaal om te begrijpen dat ze signalen in verschillende modi verzenden met extra beveiligingen. De methode verwijst naar de manier waarop een lichtstraal door de vezel gaat.

De signalen kunnen dus onder verschillende hoeken langs de vezel terugkaatsen, recht naar het midden van de vezel gaan of de draad onder een lage hoek naar beneden kaatsen.

Dat gezegd hebbende, we hebben twee belangrijke soorten glasvezelkabels:

Single-mode glasvezel

Deze vezel heeft een kleine diameter van de glasvezelkern. Dus ideaal voor lange afstanden. Het verkleint ook uw kansen op een vermindering van de signaalsterkte. En dat allemaal dankzij de kleine diameter.

Verder helpt de kleine opening van de single-mode vezel om licht in een enkele straal te scheiden. De kabel zorgt dus voor een directere route. De single-mode vezel maakt gebruik van een laserlichtbron en heeft een hoge bandbreedte.

Ook heeft deze vezel de exacte berekening nodig om het laserlicht in zijn kleine opening te genereren. Daarom is het duurder.

Multimode glasvezel

De multimode-vezel is het tegenovergestelde van de single-mode-vezel. Het heeft dus een grote kernopening waardoor lichtsignalen kunnen weerkaatsen en reflecteren als het door de vezel gaat.

En dankzij de grote diameter kan de vezel meerdere lichtpulsen tegelijk door de kabel sturen. Daarom heb je meer gegevensoverdracht.

Het betekent ook dat u signaalverlies en interferentie kunt ervaren. Bovendien gebruikt de multimode-vezel een LED om een ​​lichtimpuls te genereren, en het is goedkoper dan de singlemode-vezel.

Hoe werkt het glasvezelcircuit?

Het glasvezelcircuit werkt door informatie te verplaatsen in fotonen of lichtdeeltjes die trillen door een glasvezelkabel.

Dat gezegd hebbende, is het van vitaal belang op te merken dat de bekleding en de glasvezel een verschillende brekingsindex hebben. Daarom buigen de kern en de bekleding het invallende licht onder een bepaalde hoek.

Dus wanneer de lichtsignalen door de glasvezel naar beneden gaan, ervaren ze totale interne reflectie. Uitgebreide interne beoordeling vindt plaats wanneer lichtsignalen weerkaatsen op de kern (het centrale deel van de kabel) en bekleding (een laag glas die zich om het buitenste deel van de kern wikkelt).

En dit gebeurt meestal in een opeenvolging van zigzagsprongen. Ook is de totale interne reflectie een van de dingen die ervoor zorgen dat er licht in de buis blijft.

Maar de signalen hebben de neiging om 30% langzamer te reizen dan de lichtsnelheid vanwege de dichtere glaslagen. Als je het signaal tijdens de hele reis wilt versterken, gebruik dan repeaters met verre tussenpozen.

Waarom heb je repeaters nodig? Ze helpen optische signalen te regenereren. En ze doen dit door visueel in een elektrisch signaal te veranderen. Vervolgens verwerkt de repeater het en zendt het elektrische signaal opnieuw naar optisch.

Vezelcircuit:toepassingen

Glasvezel werkt door gegevens te verzenden die zijn gecodeerd in een straal van de lichtmodulator, en het is ook handig voor netwerkmodulatie. Vervolgens gaat de informatie door een pijp (plastic of glas). Het idee achter dit ontwerp ontstond in de jaren vijftig.

En het idee was om efficiëntiekoppelingen, endoscopen en efficiënte roosterkoppelingen te koppelen. Het hielp artsen ook om het menselijk lichaam inwendig te bekijken, met behulp van multi-fiber fotometrie, zonder het open te snijden.

Dus ingenieurs vonden het idee leuk en gebruikten dezelfde technologie om telefoongesprekken met de snelheid van het licht te verplaatsen. Al snel omarmde de Federal Communications Commission (FCC) de technologie. Dat gezegd hebbende, de glasvezelkabel bestaat uit optische vezels (dunne strengen plastic of glas).

Bovendien is elk van de vezels relatief dun en kunnen ze meer dan 25.000 telefoongesprekken voeren. De hele kabel kan dus met gemak enkele miljoenen oproepen verzenden. Samengevat gebruiken glasvezelkabels op licht gebaseerde technologie om informatie tussen twee plaatsen te verplaatsen.

Het ontwerp van glasvezelcircuits

Ontwerp van glasvezelcircuit

Bron:Researchgate c/p Richard Cole

Het circuitontwerp heeft twee belangrijke onderdelen die we afzonderlijk zullen bespreken:het zender- en ontvangercircuit.

Vezeloptisch zendercircuit

Dit zijn de componenten die u nodig hebt om een ​​goedkoop glasvezelzendercircuit te bouwen:

Batterij

• Geval
• SK1 3,5 mm jack-kaart
• Printplaat

Halfgeleiders

• D1 (LED)
• IC1 (NE555)
• IC2 (1458C)
• Tr1 (BC141)

Condensatoren

• C1 (220m 10V elect)
• C2 (390pF keramische plaat)
• C3 (1u 63V elect)
• C4 (330p keramische plaat)
• C5 (4n7 polyester laag)
• C6 (3n3-polyesterlaag)
• C7 (470n polyester laag)

Weerstanden (allemaal 1/4 watt, 5%)

• R1 (47R)
• R2 (4k7)
• R3 (47k)
• R4 (10k)
• R5 (10k)
• R6 (10k)
• R7 (100k)
• R8 (100k)

Aangezien uw IC1 NE555 is, mag u een behoorlijke prestatie-efficiëntie verwachten. U kunt ook de frequentie regelen door het ingangssignaal te verbinden met pin 5 van de IC.

En de pin maakt verbinding met de spanningsdeler. Dat gezegd hebbende, moet je je spanningsdeler configureren om de 2/3V+ en 1/3V+ schakellimieten voor de NE555 te genereren.

Verder is het van vitaal belang om de bovengrens te verhogen of te verlagen. Op die manier kunt u de tijd die C2 nodig heeft om tussen de twee bereiken te schakelen, vergroten of verkleinen. Omdat de TR1 de hoge aandrijfstroom biedt die D1 (LED) ideaal verlicht, moet je hem aansluiten als een emittervolger-bufferfase.

Ook heb je naast de IC1 met een behoorlijke 200mA stroom voor de D1 een apart aangestuurde driver voor je LED nodig. En dit zal u helpen uw favoriete LED-stroom nauwkeurig en betrouwbaar te krijgen.

Plaats bovendien de R1 om de LED-stroom te fixeren, die ongeveer 40 mA is. Houd er rekening mee dat de LED alleen kan werken met 50% (20mA) van de werkelijke beoordeling. En dit gebeurt omdat de LED AAN/UIT gaat met een snelheid van 50%.

Bovendien kunt u de R1-waarde indien nodig aanpassen om de uitgangsstroom te verhogen of te verlagen.

Vezeloptisch ontvangercircuit

De componenten die je nodig hebt voor het ontvangercircuit en filter zijn:

• Draad
• SK1 25-weg D-connector
• Printplaat
• Geval

Halfgeleiders

• TR1, TR2 BC549 (2 uit)
• D1
• IC1 (4001BE)
• IC2 (1458C)
• IC3 (CA3140E)

Condensatoren

• C1 (100m 10V elektrolytisch)
• C2 (2n2-polyester)
• C3 (2n2-polyester)
• C4 (390p keramiek)
• C5 (1m 63V elektrolytisch)
• C6 (3n3-polyester)
• C7 (4n7 polyester)
• C8 (330pF keramiek)
• C9 (3n3-polyester)
• C10 (4n7 polyester)

Weerstanden

• R1 (22k)
• R2 (2M2)
• R3 (10k)
• R4 (470R)
• R5 (1M2)
• R6 (4k7)
• R7 (22k)
• R8 (47k)
• R9 (47k)
• R10 – R15 10k (6 korting)

De glasvezelontvanger bevindt zich boven het filter. En het is de uitgang van de ontvanger die wordt aangesloten op de ingang van het filtercircuit.

De D1 creëert de detectordiode. En het functioneert in de instelling van de omgekeerde bias. Bijgevolg vormt de lekweerstand een LDR-effect.

R1 daarentegen gedraagt ​​zich als een belastingsweerstand. Bovendien vormt de C2 de link tussen twee punten:detectortrap en ingangsversterker. Als gevolg hiervan zal er een tweetraps capacitief verbonden netwerk zijn. En de twee locaties werken tegelijkertijd in de common-emitter-modus.

Het is mogelijk om de monostabiele multivibrator te duwen - als u een efficiënte oscillatie met hoge ingangsspanning bij de halfgeleider (TR2) levert.

En het zal een superieure algehele spanningsversterking mogelijk maken (>80dB). De filtertrap bouwt rond 1458C (a/b). Bovendien is het 18 dB per octaaf (2/3 ^rd order) filtersysteem met details die vaak worden gebruikt in zendercircuits.

Voordelen van glasvezel

• Je kunt glasvezel onderdompelen in water
• Het kan hoge bandbreedtecapaciteiten ondersteunen
• De kabels zijn licht, dun en sterk
• Het heeft geen signaalversterking nodig om het licht verder te laten reizen
• De glasvezel heeft geen frequent onderhoud of vervanging nodig
• Minder gevoelig voor elektromagnetische interferentie

Nadelen van glasvezel

• Het is best prijzig
• Installatie is arbeidsintensief
• De kabels zijn kwetsbaar
• De glasvezels hebben meer bescherming nodig

Laatste woorden

Het glasvezelcircuit speelt een cruciale rol in glasvezel als geheel. En de meeste mensen verkiezen glasvezelkabels boven koperen kabels. En het is geen verrassing dat de eerste voordelen heeft zoals hoge transmissiesnelheid, bandbreedte, enz. Bovendien werken ze perfect voor krachtige datanetwerken en lange afstanden.

Wat vind je van het glasvezelcircuit? Heeft u vragen of suggesties over het onderwerp? Neem gerust contact met ons op.