Að kanna heim sjónbúnaðarbúnaðar

Á stafrænni öld í dag, þar sem gögn eru lífsbjörg samtengda heimsins, hefur sjónbúnað búnaður komið fram sem hornsteinstækni. Það gerir kleift að fá skjót og áreiðanlega sendingu mikils magns af gögnum yfir langar vegalengdir og knýr allt frá háu - hraða internettengingum við alþjóðlegu samskiptanetin sem halda fyrirtækjum og fólki tengt.

Hvernig sjónsamskipti virka

Í kjarna þess treysta sjónsamskipti á notkun ljóss til að bera upplýsingar. Grunnreglan felur í sér að breyta rafmagnsmerkjum, sem bera gögn eins og rödd, myndband eða tölvugögn, í sjónmerki. Þessi umbreyting er venjulega náð með því að nota ljós - sem gefur frá sér, svo sem leysir díóða eða ljós - sem gefur frá sér díóða (LED).

Flutningsferlið

Sendandi: Sendandi í sjónsamskiptakerfi er ábyrgt fyrir því að breyta rafmerkjum í sjónmerki. Í trefjum - sjónkerfi, til dæmis, er leysir díóða oft notað. Þegar rafstraumur er beitt á leysir díóða gefur það frá sér ljósgeisla. Hægt er að breyta styrkleika þessa ljóss til að tákna stafrænu gögnin í rafmerkinu. Til dæmis gæti hátt - styrkleiki ljóspúls táknað „1“ í tvöfaldri kóða, á meðan lágt - styrkleiki eða enginn - ljóspúls gæti táknað „0“.

Sendingamiðill: Algengasti flutningsmiðillinn fyrir sjónsamskipti er sjóntrefjar. Ljós trefjar eru þunnar, sveigjanlegir þræðir af gleri eða plasti sem eru hannaðir til að leiðbeina ljósi á lengd þeirra. Það eru tvær megin gerðir af sjóntrefjum: stakar - háttur og multi - háttur. Single - Mode trefjar hafa mjög lítinn kjarna, sem gerir aðeins einum ljósastillingu kleift að breiða út. Þetta hefur í för með sér minni merkisdreifingu og gerir langan - fjarlægð, hátt - hraða gagnaflutning. Multi - Mode trefjar hafa aftur á móti stærri kjarna og geta stutt margar ljósastillingar. Þeir eru oft notaðir til styttri - fjarlægðarumsókna, svo sem í staðarnetum (LANS) innan byggingar.

Móttakandi: Í móttökuendanum er sjónmerkinu breytt aftur í rafmagnsmerki. Ljósmyndari, svo sem ljósnemi, er notaður í þessum tilgangi. Þegar ljós slær á ljósmyndina býr það til rafstraum. Styrkur þessa straums samsvarar styrkleika komandi ljóss og endurheimtir þannig upprunalegu stafrænu gögnin.

Lykilþættir sjónbúnaðarbúnaðar

Sjónstýringar

Ljósstýringar eru mikilvægur þáttur í sjón -samskiptakerfum. Þeir sameina bæði sendandi og móttakaraaðgerðir í eina einingu. Þessar einingar eru fáanlegar í ýmsum þáttum og með mismunandi getu til að henta mismunandi forritum. Til dæmis, í gagnaverum, eru háir - hraði sjón -senditæki notaðir til að tengja netþjóna, rofa og geymslutæki. 400g og 800g sjónstýringarnar verða sífellt algengari í nútíma gagnaverum, þar sem þeir geta séð um gríðarlegt magn gagnaumferðar sem myndast við skýjatölvu, greiningar á stórum gögnum og gervigreindarforritum.

Sjónmagnarar

Þegar ljós fer um sjóntrefjar upplifir það demping, sem er lækkun á styrkleika merkis. Optískir magnarar eru notaðir til að auka merkisstyrkinn án þess að þurfa að umbreyta sjónmerkinu aftur í rafmagnsmerki fyrst. Ein algengasta gerð sjónmagnarans er Erbium - dópað trefjarmagnari (EDFA). EDFAS vinna með því að lyfta upp hluta af sjóntrefjum með Erbium jónum. Þegar dælu leysir er notaður til að vekja áhuga þessara Erbium jóna, geta þeir magnað komandi sjónmerki á tilteknu bylgjulengdarsviði, venjulega um 1550 nm. Þetta bylgjulengdarsvið er sérstaklega mikilvægt þar sem það hefur litla dempingu í sjóntrefjum, sem gerir það tilvalið fyrir langa - fjarlægðarsamskipti.

Bylgjulengd - skiptingu margfeldi (WDM) tæki

WDM tækni gerir kleift að senda mörg sjónmerki, hvert á annarri bylgjulengd, samtímis yfir einni sjóntrefjum. Þetta eykur gögnin verulega - burðargetu trefjarinnar. Það eru tvær megin gerðir af WDM: gróf bylgjulengd - skiptingu margfeldis (CWDM) og þétt bylgjulengd - skiptingu margfeldis (DWDM). CWDM notar venjulega breiðara bylgjulengd og er hentugur fyrir forrit þar sem lægri fjöldi rása er nauðsynlegur, svo sem í sumum aðgangsnetum. DWDM notar aftur á móti miklu þrengra bylgjulengdarbil og getur stutt fjölda rásar, sem gerir það mikilvægt fyrir hátt - getu burðarásanet. Til dæmis geta nútíma DWDM -kerfi stutt yfir 100 rásir, hver með burðargögn á allt að 100 Gbps eða jafnvel hærri, sem gerir kleift að terabit - á - önnur gagnaflutning yfir stakan trefjar.

Forrit af sjónbúnaðarbúnaði

Fjarskiptanet

Optískur samskiptabúnaður er burðarás nútíma fjarskiptaneta. Það gerir háa - hraða, langa - fjarlægðarsamskipti milli símaskipta, farsíma stöðvar og internetþjónustuaðila. Í 5G netum, til dæmis, er sjóntrefjar notaður við Fronthaul, Mid - flutning og backhaul tengingar. Fronthaul tengingin, sem er á milli loftnetseiningarinnar og baseband einingarinnar, krefst mikils - bandbreiddar og lágt - leyndarsamskipta til að styðja við raunverulegu - tímavinnslu á gríðarlegu magni af gögnum frá mörgum loftnetum. Optískur samskiptabúnaður, svo sem 25g og 50g sjón -senditæki, er notaður til að uppfylla þessar kröfur.

Gagnamiðstöðvar

Gagnamiðstöðvar eru orkuhús stafræna heimsins, geyma og vinna úr miklu magni gagna. Optískur samskiptabúnaður gegnir mikilvægu hlutverki í samtengingum gagnavers (DCIS). Það gerir háa - hraða gagnaflutning milli netþjóna innan gagnavers, sem og milli mismunandi gagnavers sem staðsettar eru um allan heim. Að auki er tækni eins og Co - pakkað ljósfræði (CPO) í gagnaverum. CPO samþættir Optical Engine og Switch ASIC (forritið - sértækt samþætt hringrás) nánar, dregur úr orkunotkun og eykur gögn - flutningshraða. Þetta skiptir sköpum fyrir að mæta sífellt - auknum kröfum um gögn - ákafur forrit eins og skýgeymsla, netspilun og vídeóstraumur.

Internetþjónustuaðilar

Internetþjónustuaðilar (ISP) treysta á sjónbúnaðarbúnað til að skila háu - hraða internetinu til viðskiptavina sinna. Trefjar - til - - heim (ftth) og trefjar - til - - viðskipti (fttb) þjónusta Notaðu ljósleiðara til að koma internettengingunni beint í lok - notanda. Þetta veitir mun hraðari og áreiðanlegri internethraða miðað við hefðbundna kopar - byggðar tengingar. Til dæmis, með FTTH, geta viðskiptavinir notið niðurhalshraða allt að 1 Gbps eða jafnvel hærri á sumum svæðum, sem gerir kleift að streyma af 4K og 8K myndböndum, netspilun án töf og fljótt niðurhal af stórum skrám.

Nýjasta þróun og framtíðarþróun

Hár - hraði og hár - getu sendingar

Eftirspurn eftir hærri gagnahraða og getu heldur áfram að aukast veldishraða. Til að mæta þessari eftirspurn eru vísindamenn og verkfræðingar stöðugt að þróa nýja tækni. Eitt slíkt rannsóknasvið er þróun enn hærri - hraða sjón -senditæki. Til dæmis er viðleitni í gangi til að þróa 1,6Tbps og 3.2Tbps Optical Transcefices, sem myndi auka gögnin - burðargetu sjón -samskiptakerfa. Að auki er verið að kanna nýjar mótunaraðferðir til að pakka fleiri gögnum í hvert sjónmerki, svo sem Advanced Quadrature Amplitude Modulation (QAM) kerfin.

Sameining og smámyndun

Það er þróun í að samþætta fleiri íhluti í smærri pakka. Þetta dregur ekki aðeins úr stærð og kostnaði við sjón -samskiptabúnað heldur bætir það einnig afköst hans. Eins og áður hefur komið fram er Co - pakkað ljósfræði (CPO) eitt dæmi um þessa þróun. Annað dæmi er þróun kísil ljósmynda, sem sameinar sjón- og rafeinda hluti á einum kísilflís. Silicon Photonics hefur möguleika á að gjörbylta sjónsamskiptaiðnaðinum með því að gera fjöldaframleiðslu lágt - kostnað, hátt - frammistöðu sjóntækja.

Sjálfbærni

Með vaxandi áherslu á sjálfbærni umhverfisins er vaxandi þörf fyrir orku - skilvirkan sjónbúnað. Framleiðendur vinna að því að þróa íhluti og kerfi sem neyta minni kraft án þess að fórna afköstum. Til dæmis er verið að hanna meiri orku - skilvirkar sjónmagnarar og senditæki. Að auki er einnig verið að kanna notkun endurunninna efna við framleiðslu sjónbúnaðarbúnaðar sem leið til að draga úr umhverfisáhrifum iðnaðarins.

Að lokum er sjónbúnaður fyrir samskiptabúnað kraftmikinn og ört þróandi reit. Það hefur þegar umbreytt því hvernig við höfum samskipti og aðgang að upplýsingum og með áframhaldandi framförum er það ætlað að gegna enn mikilvægara hlutverki við mótun framtíðar stafrænna heimsins. Hvort sem það gerir kleift að fá hraðari internethraða, styðja við vöxt gagna - ákafur forrit eða knýja nýsköpun í fjarskiptum, mun sjónsamskiptabúnaður halda áfram að vera í fararbroddi í tækniframförum.