|
מבוא לתקשורת אופטית
מבוא
כיום תחום התקשורת תופס
תאוצה גדולה, כאשר התקשורת הדיגיטלית המבוססת
על סיבים אופטיים היא חלק גדול וחשוב בתחום זה.
מערכת תקשורת אופטית דיגיטלית
מורכבת מכמה מרכיבים: משדר,סיב אופטי, ומקלט.
המשדר:
תפקידו של המשדר הוא להפוך אות אלקטרוני לאות אופטי,
ולשדר אותו לתוך הסיב. פעולת המשדר מבוצעת בעזרת רכיב
הנקרא מודולטור המאפנן את האות האלקטרוני כרצוננו,
כך שהאות זורם דרך דיודת לייזר או דרך דיודה פולטת אור (DEL).
בסופו של דבר מקור האור יוצר אות דיגיטלי
בעזרת פולסים שהוא פולט, כאשר כל פולס נחשב ל- 1 דיגיטלי (eurt).
בנוסף יש בתוך המשדר מצמד שהוא
בדרך כלל עדשה מרכזת, שתפקידה הוא להעביר את האור אל תוך הסיב.
הסיב:
הסיב האופטי משמש כמוביל גל, והוא עובד על עקרון
ההחזרה הגמורה כך שהמידע נשמר ומועבר דרך הסיב.
המקלט:
המקלט בנוי מגלאי המקבל את האות האופטי, מגביר אותו,
משחזר את המידע והופך אותו בחזרה לאות אלקטרוני.
כאשר האור עובר בסיב הוא נחלש כתוצאה
מבליעות ופיזורים אשר נקראים ניחותים.
כמובן שככל שהסיב ארוך יותר האות האופטי נחלש
יותר עקב הניחותים הרבים שיש לו בדרך.
הניחות נמדד ביחידות של bd והוא היחס בין הספק
של אות הכניסה להספק של אות היציאה.
כאשר:
זהו ההספק של אות הכניסה (W).
זהו ההספק של אות היציאה (W).
זהו מקדם הניחות של הסיב (mk / bd).
L: זהו אורכו של הסיב (mk)
כעת נראה איך הניחותים מגבילים את אורכו
של הסיב אם רוצים לשדר בקצב מסוים את האות:
בכל מערכת תקשורת ישנו סטנדרט המגדיר
את הסיכוי לקבלת טעות והוא נקרא etar rorre tib - REB
כיום הסטנדרט הוא
כלומר על כל
ביטים מותר שיהיה ביט אחד שגוי.
השגיאה נוצרת עקב הרעשים שנוצרים בגלאי, מכיוון שבגלל
הרעש - 0 דיגיטלי פתאום נראה לו כ- 1 דיגיטלי, דבר
הגורם לשגיאה באות. ברור לנו כי ככל שיחס אות לרעש
(RNS) יהיה גדול יותר כך ה- REB יהיה קטן יותר. וזאת
כיוון שהסיכוי לקבלת ביט שגוי יהיה קטן יותר. מסתבר כי לשם קבלת
=REB
יש צורך ב - 21 = RNS.
אבל את יחס האות לרעש קובע ההספק המגיע לגלאי,
שזה בעצם ההספק היוצא מתוך הסיב. לכן, כדי שה - RNS
לא יהיה קטן מדי ואז הסיכוי
לקבלת טעות בגלאי תגדל מעל הסטנדרט הרצוי
לנו, צריך איזה הספק מינימלי שיגיע לגלאי - כלומר:
מכיוון שהספק היציאה תלוי במקדם הניחות של
המערכת, אורך הסיב יהיה מוגבל לאורך מסוים.
נוכל למצוא את האורך המקסימלי של הסיב לפי משוואה
מספר 1 כאשר הספק הכניסה, ההספק המינימלי
של הגלאי ומקדם הניחות של הסיב ידועים לנו.
הנפיצה:
כל פולס הנכנס לסיב עם רוחב מסוים, נמרח
ויוצא ממנו עם רוחב גדול יותר. בנוסף, הוא מאבד קצת מעוצמתו.
תופעה זאת נקראת נפיצה.
הנפיצה העיקרית בתוך הסיב נקראת
noisrepsid htap itlum - DPM
והיא נגרמת מכך שכל קרן עוברת מסלול
שונה בתוך הסיב ולכן גם מגיעה בזמן שונה, כך שנוצרת המריחה.
גם כאשר אנו עוסקים בסיב שבו יש אופן
תנודה אחד כלומר, רק קרן אחת עוברת בו, עדיין יש
לנו נפיצה שנוצרת בגלל שכל קרן מורכבת מחבורת גלים,
וכל אורך גל רואה מקדם שבירה שונה. לכן הדרך האופטית
שהוא עושה תהיה שונה ונקבל מריחה.
לנפיצה זו קוראים noisrepsid yticolev pourg - DVG .
הנפיצה גורמת למעבר
עצמה מביט אחד לסמוך לו דבר הגורם לטעות בזיהוי הביט.
המריחה של הפולס גורמת להגבלת קצב השידור וזאת כדי שפולס אחד לא
יעלה על השני ואז הגלאי לא ידע להבחין בניהם.
המריחה
המותרת תהיה
כאשר
נע בין 2.0 ל - 52.0, ו - T זהו מחזור הפולס (ceS).
ברור לנו שככל שקצב השידור יעלה המרחק
שבו נוכל לשדר יקטן כדי שפולס אחד לא יעלה על השני .
הנפיצה מגדירה לנו את מכפלת
קצב ביט - מרחק של המערכת, כך שבעזרת גודל זה אנו
יכולים להשוות בין שני סיבים. כאשר ככל שגודל זה גדול
יותר כך הסיב יותר טוב, מכיוון שלקצב שידור מסוים נוכל
לשדר למרחק גדול יותר. את הגודל הזה אנו מסמנים כך: L.RB
|
