argon bulletin board

Експертно търсене  

Новини:

Регистрирането на нови потребители е временно деактивирано.

Автор Тема: Оптични кабели и влакна  (Прочетена 8136 пъти)

Ванито

  • Неактивен Неактивен
  • Публикации: 27
Оптични кабели и влакна
« -: 05.10.2009, 23:07:54 »

Случаино ни споменаха за оптични кабели на една лекция и се позаинтересовах малко.
Смятам че тамата си заслужава

Като за начало:
Оптичното влакно е тънка прозрачна нишка, обикновено направена от стъклено влакно или пластмаса, използвана за предаване на светлина и светлинни сигнали. Разделът от техниката, който се занимава със свойствата на оптичните влакна, се нарича влакнеста оптика.


Оптичните кабели са в Петте топ технологии на 2009 година.
Те не са от вчера, но през 2009 година ще започнем да виждаме плодовете на тази технология. Предимствата им спрямо медните проводници са очевидни, възпиращият фактор за масовото им разпространение е цената. Очаква се през следващата година оптиката да достигне и домовете на хората и да предложи пренос на данни със скорост 100Mb/sec.




IDF 2009: Intel заменя проводниците с оптични влакна[/b]
Intel представи оптичен кабел, призван да замени всички сегашни интерфейси за предаване на данни. Технологията Light Peak още сега позволява да се предават данни с помощта на светлина по тънък оптичен кабел със скорост 10 Gbit/s на разстояние до 100 метра. При тази скорост, съдържанието на Blu-ray диск може да бъде копирано за по-малко от 30 секунди, твърди Intel.
В скоро време скоростта ще бъде увеличена до 100 Gbit/s. Технологията позволява да се предават данни едновременно по няколко протокола – чрез един кабел може да бъде включено голямо количество периферни устройства. Конекторът на новия интерфейс е по-малък по размери, а самите кабели са по-тънки и по-гъвкави от сегашните.
Днес оптичните влакна се използват от телекомуникационните компании, но цената на тези решения е доста висока за домашните потребители. Intel твърди, че благодарение на ниската цена на Light Peak, оптичните кабели ще навлязат на масовия пазар.
Появата на платформата Light Peak, включваща контролер и оптичен модул, е планирана за 2010 г. Първата компания, която се заинтересува от нея е Sony.

Ако някой има желания да дискотира този въпрос, моля да публикува главно новите технологии свързани с оптичните кабели и влакна


Темата е доста интересна надявам се да ви заинтригува :-P




Активен

Атанас Терзийски

  • Администратор
  • *****
  • Неактивен Неактивен
  • Публикации: 2927
  • 0x04559912
    • atanas.uni-plovdiv.net
Re:Оптични кабели и влакна
« Отговор #1 -: 06.10.2009, 09:30:37 »

Може ли кабели от светлата част на Земята да провеждат светлина до тъмната, така че да я осветява без разход на електричество?
Активен

Стефан Николов

  • Глобален Модератор
  • *****
  • Неактивен Неактивен
  • Публикации: 1122
  • lowstef
    • Блогчето ми
Re:Оптични кабели и влакна
« Отговор #2 -: 06.10.2009, 11:16:15 »

Темата е много интересна и за щастие в ПУ си имаме добри (да не казвам отлични, щото не мога да ги оценя) специалисти по вълнова оптика начело с доц. Ефтимов. По някакви си там причини аз не съм от тях и освен основни неща (пълно вътрешно отражение, коефицент на пречупване) мога да кажа много малко. Но в последните дипломни защити на Инженерна физика от 24.09 имаше няколко интересни теми за изследване разпростанението на единични свръх-кратки светлинни импулси във влакна, разгледани от теоретична гледна точка. Сигурно бяха много добри, защото аз не разбрах почти нищо :-D

Та исках да кажа, че ако колежката проявява интерес (похвално, браво, само така) има към кого да се обърне.

Иначе, Наско, аз по-скоро бих казал, че не е практично да се осветяваме по този начин, но не мога да се аргументирам и е напълно възможно да греша. Все пак едно влакно може да пренесе толкова светлина, колкото може да поеме през входа си. Принципно може и да може да се събере светлина от по-голяма площ и да се концентрира/фокусира във влакното, но не съм сигурен доколко материалите могат да поемата такава концентрация на енергия, какви биха били загубите и т.н. Освен това оптичните влакна са достатъчно скъпи и трудни за производство, а за подобна идея биха били необходими десетки и стотици хиляди километри.
Активен
Физически Факултет

Ванито

  • Неактивен Неактивен
  • Публикации: 27
Re:Оптични кабели и влакна
« Отговор #3 -: 06.10.2009, 22:40:06 »

Колежката много срамежлива не обича да се натяга на някой. :-P
А между другото асистента ни по ЕМ ни пуска снимки на демонстрация на оптични кабели , но за мое съжаление показа само 5-6
ако можеш да ми изпратиш запис на демонстацията във Варна или поне повечко снимки ще ти бъда много благодарна. :sun:

Радвам се че този път публикацията ви харесва ако някой се интересува мога да му напиша връзки към интересни сайтове на тази тема.


P.S Немога да повярвам че г-н Николов не разбира много от оптични кабели :blush:
Активен

Стефан Николов

  • Глобален Модератор
  • *****
  • Неактивен Неактивен
  • Публикации: 1122
  • lowstef
    • Блогчето ми
Re:Оптични кабели и влакна
« Отговор #4 -: 07.10.2009, 11:39:43 »

Като казвам, че не съм много запознат с оптичните влакна, един от моментите е, че нямам много общо с демонстрациите на Георги Иванов (демонстратора от лекциите) и доц. Ефтимов. Виждал съм ги, харесвам ги, но не участвам, не съм бил във Варна и нямам никакви снимки. Сега като го мисля, това не е добре за мен, трябва да се сдобия с някакви материали.

Не става въпрос за натягане, Ваня, ако ти е интересно - обръщаш се към преподавателя и толкова. Те много се радват, ако има интерес към работата им. И не е натягане - изобщо не ти гарантира добри оценки или нещо от сорта. Пробвай, това е идеята на университета поначало.

ПП Не мога да повярвам, че някой си мисли, че Стефан (моля, нека не е г-н Николов, моляяяяя :wink:) ще знае всичко. Има толкова много неща, за които знам само, че ги има и евентуално имам само бегла представа за какво иде реч. Това не ми пречи да звуча компетентно при нужда, де :-P
Активен
Физически Факултет

Ванито

  • Неактивен Неактивен
  • Публикации: 27
Re:Оптични кабели и влакна
« Отговор #5 -: 07.10.2009, 14:58:12 »

Ми добре щом казваш ще си поровичкам малко за оптичните кабели мога да питам демонстратора ако има някакви материали.
Благодаря за информацията Стефан и наистина немога да повярвам че незнаеш всичко звучиш  толкова убедително(и отново не е натягане :-P)
Активен

шапкар

  • Неактивен Неактивен
  • Публикации: 3
Re:Оптични кабели и влакна
« Отговор #6 -: 07.10.2009, 21:17:48 »

Ами ако в компютърните чипове заменим металните писти с оптични влакна?
Що за памет или процесор ще е това?

Ето и една новина - http://www.download.bg/?cls=news&mtd=single&id=523051
« Последна редакция: 07.10.2009, 21:22:20 от шапкар »
Активен

Атанас Терзийски

  • Администратор
  • *****
  • Неактивен Неактивен
  • Публикации: 2927
  • 0x04559912
    • atanas.uni-plovdiv.net
Re:Оптични кабели и влакна
« Отговор #7 -: 07.10.2009, 21:38:44 »

Проблема е, че светлинната информация не може да се съхранява и паметта трябва да електрическа... поне това ми е известно като основен проблем към момента.
Активен

Ванито

  • Неактивен Неактивен
  • Публикации: 27
Re:Оптични кабели и влакна
« Отговор #8 -: 07.10.2009, 22:23:43 »

Всащност ако е възможно въобще някога това да стане няма да имаме нужда от електричество
Активен

шапкар

  • Неактивен Неактивен
  • Публикации: 3
Re:Оптични кабели и влакна
« Отговор #9 -: 08.10.2009, 18:30:54 »

Е да, светлината е ел.магн. вълни. Веществото е което съхранява информацията, но безспорно най-удачно е тя да бъде разпространявана с ел.магн. вълни.
Активен

Ванито

  • Неактивен Неактивен
  • Публикации: 27
Re:Оптични кабели и влакна
« Отговор #10 -: 09.10.2009, 19:18:30 »

Защо пък да е най-удачно ?
за момента да но за в бъдеще......
Знае ли се може да се намери и по удачен метод за разпространението и ? :-P
Активен

шапкар

  • Неактивен Неактивен
  • Публикации: 3
Re:Оптични кабели и влакна
« Отговор #11 -: 09.10.2009, 21:53:06 »

Ами смятам, че природата така го е измислила - тя разпространява информацията си чрез светлина. Значи може да се предположи, че това е най-удачно.
Но не само природата - човешката техника също. Кои са данните с най-голям обем и нуждаещи се от най-бърз пренос и най-висока скорост на обработка - видео данните разбира се. Та най-яките игри изискват най-мощни компютри. И не само за игри - моделирането на ред природни процеси също се нуждае от голямата мощ на компютрите и високата скорост на преносните среди.
 
Обектите от реалния свят са тримерни и една среда за съхраняването и обработката им като тримерни холограми е най-доброто решение. Но евентуалната наноелектроника която ще създаде техниката за това комай ще трябва да е фотоника. И хоп -ето ти. Под носа ни в ПУ има магистратура по фотоника.
И това е работа точно за физици, и то за физици инженери.
Активен

Ванито

  • Неактивен Неактивен
  • Публикации: 27
Re:Оптични кабели и влакна
« Отговор #12 -: 10.10.2009, 07:57:55 »

Насочи ме каква магистратура да карам мерси :-P
Активен

Jack Bauer

  • Неактивен Неактивен
  • Публикации: 34
  • Бъди Ловец, за да не бъдеш Плячка!
    • Solvex Cosmetics
Re:Оптични кабели и влакна
« Отговор #13 -: 25.02.2010, 19:39:22 »

Характеристики

Оптичните влакна могат да бъдат използвани като алтернатива на медните проводници за телекомуникация, защото са гъвкави и могат да бъдат свързани заедно в кабел. Влакната могат да бъдат направени както от прозрачна пластмаса, така и от стъкло, но в далекосъобщителните мрежи влакната са винаги от стъкло, заради по-ниските загуби от поглъщане. Принципът на предаване на светлина по оста на влакното използва ефекта на пълно вътрешно отражение в средата, който се постига с изработването на влакното от ядро и външен слой с различен показател на пречупване на светлината. Това важно свойство на оптичното влакно не позволява преплитането на информация между отделните влакна в един кабел и позволява кабелът да се извива и усуква. Използваната светлина обикновено е с дължина на вълната от инфрачервената област, а светлинните източници са най-често лазерни. За предаване на информация влакната обикновено се използват по двойки, като всяко от влакната носи сигнал само в една посока. Двупосочната комуникация е възможна и само по една нишка, стига да се използват две различни дължини на вълните (цвята) и подходящи съеднители, отклонители и разклонители.

Влакната, използвани в телекомуникацията, са най–често с диаметър 125 µm. Макар и толкова тънко, оптичното влакно може да се разглежда като цилиндричен диелектричен вълновод, в който разпространението на светлината се подчинява на законите за разпространение на електромагнитното излъчване. В частност, интензитетът на светлината има няколко възможни конфигурации или моди. При разпространение само на един мод влакната се наричат едномодови, а на няколко мода - многомодови. Ядрото на едномодовите влакна е с диаметър 9 µm, докато многомодовите ядра са с диаметър 50 µm или 62,5 µm.

Влакната, използвани за преодоляване на големи разстояния, са едномодови, тъй като типичният едномодов оптичен кабел може да поддържа разстояния от 80 до 200 км. Той има много по–добра функционалност в сравнение с многомодовите влакна, където предадената чрез различните моди светлина пристига по различно време и в резултат сигналът се разсейва. Затова повечето многомодови се използват на максимално разстояние от 300 до 500 метра. Едномодовото оборудване е обикновено по–скъпо от многомодовото.

Поради забележително ниските загуби и отличното поведение при провеждане на светлината, при едномодовите оптични влакна са възможни скорости до 40 гигабита в секунда при реални условия, ако се използва една дължина на вълната. При използване на повече вълни на една и съща нишка, тя може да провежда честотна лента от много терабита в секунда. Съвременните кабели могат да съдържат хиляди нишки, така че успешно да задоволят дори днешните огромни изисквания за пренос на информация от точка до точка.

Предимства на оптичните кабели за комуникация

    * оптичният кабел е значително по-малък и по-лек от електрическия със същото предназначение. Това означава, че разходите за полагането на оптичния кабел значително се намаляват;
    * оптичният кабел струва значително по-малко от меден кабел със същия преносен капацитет;
    * проведени са успешни експерименти, при които по едно влакно с 132 оптични канала са предадени данни с обща скорост 5,28 Тbit/s на разстояние 120 km. Този капацитет е достатъчен, за да поддържа около 60 милиона некомпресирани телефонни разговора (64 Kbit/s за всеки канал). Известно е, че максималният брой телефонни обаждания в даден момент в целия свят е тридесет милиона. Оказва се, че само чрез една двойка оптични влакна може да се поеме върховият телефонен трафик в света. Повечето реализирани на практика оптични системи обаче не се стремят да направят това, тъй като е по-евтино да се ползват множество отделни влакна, отколкото усъвършенствана мултиплексна технология;
    * липса на електрическа връзка. Очевидно това е много важно предимство. В една електрическа система винаги има опасност от поява на “утечки”, причиняващи сериозни проблеми в компютърните среди. Когато връзката е електрическа, често се налага да се използва изравняване на потенциалите чрез заземяване. Един малко известен проблем е, че винаги има напрежителен потенциал между ‘земя’ в различните участъци на мрежата. Освен това електрическите вериги винаги трябва да бъдат защитени от пренапрежения. Една светкавица може да причини огромни щети дори и при подземни телефонни кабели. Разбира се, оптичните кабели нямат такива проблеми, но трябва да се знае, че често оптичните кабели са укрепват с метални проводници;
    * липса на електромагнитна интерференция. Тъй като връзката не е електрическа, не може да се създаде електрическа интерференция. Това означава, че в една сграда оптичните кабели могат да се поставят почти навсякъде, където електрическите биха имали проблеми. Съществува много по-голямо разнообразие в избора и начина на окабеляване. Кабелите могат да бъдат поставени в близост до течности или площи под напрежение без да има опасност за хората или оборудването;
    * разстояния между регенераторите. Тъй като сигналът преминава по комуникационната линия (оптичното влакно и други пасивни възли) той губи от мощността си и нивото на шума се повишава. Традиционният начин за възстановяване на сигнала е използването на регенератори или усилватели. При по-дългите оптични кабели разстоянието между регенераторите обикновено е 40 км. Това е около пет пъти по-голямо разстояние в сравнение с 7-8 km с коаксиални кабели. Броят на необходимите регенератори и заеманият от тях обем е главен фактор при определянето на цената на комуникационната система. Някои нови системи с оптични усилватели покриват разстояния около 120 km;
    * отворен капацитет. Максималният преносен капацитет, който има теоретично един инсталиран оптичен кабел е много голям. Това означава, че могат да бъдат добавяни нови преносни капацитети към вече съществуващи кабели;
    * по-добра защита на информацията. Въпреки това, по принцип е възможно оптичния кабел да се подслушва. Но това е много трудно и е сравнително лесно да се открият допълнителните внесени загуби от прикачена апаратура. За да се включи такава подслушвателна апаратура, е необходимо за кратко време да се прекъсне обслужването на мрежата и това от своя страна алармира операционната система за създалата се ситуация. Но съществуват точки на достъп, от където нарушителят може да направи подслушването.

Недостатъци на оптичните кабели за комуникация

    * По–висока цена на метър.
    * Необходимост от по–скъпи лазерни предаватели и приемници.
    * По–трудни за съединяване (сплайсване–става под микроскоп).
    * Не могат да носят електричество за захранване на усилвателите, компенсиращи затихването по кабела.
    * Необходимост от скъпо двукратно преобразуване на електричния сигнал в оптичен и обратното, поради това, че всички крайни устройства работят с електрични сигнали.

Почти всички тези недостатъци са преодолени или заобиколени и комуникационните системи сега са немислими без влакнестата оптика. В напредналите държави ползват услуга «оптика до вкъщи», която предоставя на абонатите високоскоростен Интернет, телефонна линия и телевизия.


Други начини на употреба

    * Влакната могат да бъдат използвани в медицината и други области, където е необходима ярка светлина и няма пряка видимост - в хирургията, при самолетните двигатели. Оптични влакна могат да се използват като сензори за напрежение, температура, налягане и други параметри.
    * В някои високотехнологични сгради, оптични влакна се използват за да насочат слънчева светлина от покрива до другите части на сградата.
    * Оптичните влакна могат да бъдат използвани и за декорация, включително за табели, за изкуствени Коледни дръвчета, за осветление
    * Изключително тънки и гъвкави оптични влакна се използват и при силициевите чипове.
Активен
Човек е истински мъдър тогава, когато знае, че не знае нищо - Сократ