Как движется информация данные байты в оптическом волокне?

Основная идея - волоконно-оптические кабели передают данные с помощью быстро распространяющихся импульсов света. Другой слой стекла, называемый «оболочкой», обернут вокруг центрального волокна и заставляет свет многократно отражаться от стенок кабеля, а не просачиваться по краям, позволяя одиночному проводу идти дальше без затухания.

===================================

Волоконно-оптические кабели передают информацию с использованием оптических или световых технологий. Электрические данные преобразуются в серию световых импульсов. Свет распространяется по оптоволоконному кабелю, неоднократно отражаясь от стен. Каждый крошечный фотон отражается по трубе, многократно отражаясь. Импульсы проходят по оптоволоконному кабелю, и после прохождения по кабелю на другом конце появляются световые лучи. Там фотоэлемент (детектор света) используется для преобразования импульсов света обратно в электрическую информацию и обработки.

==================================

Некоторые кабели состоят из двух отдельных частей. Основная часть кабеля — посередине — называется сердечником, и именно через него проходит свет. Снаружи ядра обернут еще один слой стекла, называемый оболочкой. Задача оболочки — удерживать световые сигналы внутри ядра. Он может это сделать, потому что он сделан из другого типа стекла, чем сердцевина, с более низким показателем преломления. Оптические волокна передают световые сигналы в так называемых режимах, что означает различные способы перемещения. 

Мода — это просто путь, по которому световой луч следует по волокну. Один из способов — идти прямо по середине волокна. Другой - отскакивать от волокна под небольшим углом. Другие режимы включают отскок вниз по волокну под другими углами, более или менее крутыми.

Свет распространяется по-разному в одномодовых и многомодовых волокнах. Внутри типичного одномодового оптоволоконного кабеля тонкая жила окружена оболочкой примерно в десять раз большего диаметра, пластиковым внешним покрытием примерно в два раза больше диаметра оболочки, некоторыми укрепляющими волокнами из прочного материала, такого как кевлар (синтетическое волокно). высокой прочности на разрыв), с наружной защитной оболочкой снаружи.

Самый простой тип оптического волокна называется одномодовым. Он имеет очень тонкое ядро диаметром около 5-10 микрон. В одномодовом волокне все сигналы проходят прямо по середине, не отражаясь от краев. Кабельное телевидение, Интернет и телефонные сигналы обычно передаются по одномодовым волокнам, свернутым в огромный жгут. Такие кабели могут передавать информацию на расстояние более 100 км без дополнительного усиления в пути.

====================================

Другой тип оптоволоконного кабеля называется многомодовым. Каждое оптическое волокно в многомодовом кабеле примерно в 10 раз больше, чем в одномодовом кабеле. Это означает, что световые лучи могут проходить через ядро, следуя различным путям — другими словами, под разными углами, в разных режимах. Многомодовые кабели могут передавать информацию только на относительно короткие расстояния и используются для соединения компьютерных сетей.

Иногда световой сигнал ухудшается внутри волокна, в основном из-за примесей в стекле. Степень ухудшения сигнала зависит от чистоты стекла и длины волны проходящего света. Некоторые оптические волокна премиум-класса демонстрируют гораздо меньшее ухудшение сигнала.

===================================

которые врачи вводят пациенту в горло для обнаружения болезней в желудке. При этом используется толстый оптоволоконный кабель, состоящий из множества оптических волокон. На верхнем конце гастроскопа расположены окуляр и лампа. Лампа направляет свет по одной части кабеля в желудок пациента. Когда свет достигает желудка, он отражается от стенок желудка и попадает в линзу в нижней части кабеля. Затем он возвращается по другой части кабеля в окуляр врача. Другие типы эндоскопов работают так же и могут использоваться для осмотра различных частей тела. Существует также промышленная версия инструмента, называемая фиброскопом, которую можно использовать для исследования таких вещей, как недоступные части механизмов в двигателях самолетов.

=======================================

Волоконно-оптические кабели в настоящее время являются основным способом передачи информации на большие расстояния, потому что они имеют три очень больших преимущества по сравнению с медными кабелями старого образца:

Меньшее затухание: (потеря сигнала) Информация проходит примерно в 10 раз дальше, прежде чем потребуется усиление, что делает оптоволоконные сети проще и дешевле в эксплуатации и обслуживании.

Отсутствие помех: в отличие от медных кабелей, между оптическими волокнами нет перекрестных помех (электромагнитных помех), поэтому они передают информацию более надежно и с лучшим качеством сигнала. Отсутствие помех от молнии или статического электричества.

Более высокая пропускная способность: как мы уже видели, оптоволоконные кабели могут передавать гораздо больше данных, чем медные кабели того же диаметра.

Источник:  Quora.com