Transmisi Fiber-Optic Sistem JIM JACHETTA MultiDyne Video & Fiber-optik Sistem Locust Valley, New York Kutipan dari Asosiasi Nasional Penyiaran BUKU TEKNIK Edisi 10 Link Terkait: 1. MultiDyne Video & Fiber Optic Sistem situs web di www.multidyne.com 2. Link ke Jim Jachetta di http://www.linkedin.com/in/jimjachetta dan https://www.xing.com/profile/Jim_Jachetta 3. Link ke Fiber-Optic Sistem Transmisi, NAB Buku dan Makalah Teknis lainnya dan White Makalah dari MultiDyne di http://www.multidyne.com/literature.cfm?categoryid=3 # 3 4. Membeli salinan lengkap dari NAB Engineering Handbook - Edisi-10 di NAB TEKNIK BUKU 201 Copyright 2007 Academic Press. Semua hak reproduksi dalam bentuk apapun reserved. CHAPTER 6.10 Transmisi Fiber-Optic Sistem JIM JACHETTA MultiDyne Video & Fiber-optik Sistem Locust Valley, New York SERAT OPTIK UNTUK PENDAHULUAN Fiber-Optic Menengah Serat optik adalah metode membawa informasi dengan menggunakan serat optik. Sebuah serat optik adalah untaian tipis dari kaca atau plastik yang berfungsi sebagai media transmisi melalui mana informasi dikirim. Dengan demikian mengisi dasar yang sama berfungsi sebagai kabel tembaga membawa percakapan telepon, data komputer, atau video. Tidak seperti tembaga kabel, bagaimanapun, serat optik membawa cahaya, bukan elektron. Dengan demikian, ia menawarkan keuntungan yang berbeda banyak yang membuat media transmisi pilihan untuk aplikasi mulai dari panggilan telepon, televisi, dan mesin kontrol. Sistem serat optik dasar adalah link yang menghubungkan dua sirkuit elektronik. Gambar 6,10-1 menunjukkan sederhana serat optik link. Ada tiga bagian dasar untuk sistem serat optik: Transmitter: Unit pemancar mengubah sebuah listrik sinyal ke sinyal optik. Sumber cahaya biasanya dioda pemancar cahaya, LED, atau laser

dioda. Sumber cahaya melakukan konversi yang sebenarnya dari sinyal listrik ke sinyal optik. Rangkaian penggerak untuk perubahan sumber cahaya listrik sinyal ke arus mengemudi. Fiber-optik kabel: kabel serat optik transmisi media untuk membawa cahaya. Kabel mencakup serat optik di jaket pelindung mereka. Receiver: receiver menerima cahaya atau foton dan mengkonversi mereka kembali menjadi sinyal listrik. Dalam kebanyakan kasus, sinyal listrik yang dihasilkan identik dengan sinyal asli dimasukkan ke pemancar. Ada adalah dua bagian dasar dari penerima. Pertama adalah detektor yang mengubah kembali sinyal optik menjadi sebuah listrik sinyal. Bagian kedua adalah output sirkuit, yang membentuk ulang dan membangun kembali yang asli sinyal sebelum diteruskan ke output. Tergantung pada aplikasi, pemancar dan sirkuit penerima bisa sangat sederhana atau sangat kompleks. Komponen lainnya yang membentuk transmisi serat optik sistem, seperti skrup, multiplexer, optik amplifier, dan switch optik, menyediakan sarana untuk membangun link yang lebih kompleks dan komunikasi jaringan. Pemancar, serat, dan penerima, bagaimanapun, adalah elemen dasar dalam setiap sistem serat optik. Di luar link sederhana, media serat optik blok dasar bangunan untuk komunikasi optik. Kebanyakan sinyal listrik dapat diangkut optik. Banyak komponen optik telah diciptakan untuk memungkinkan sinyal untuk diproses optik tanpa konversi listrik. Memang, salah satu tujuan dari optik komunikasi adalah untuk dapat beroperasi sepenuhnya dalam domain optik dari ujung ke ujung sistem. GAMBAR 6,10-1 blok bangunan dasar dari serat optik sistem. BAGIAN 6: TRANSMISI TELEVISI 202 Hukum Snell Serat optik dipamerkan awal hilangnya tinggi yang terbatas transmisi jarak. Untuk memperbaiki hal ini, serat kaca dikembangkan yang mencakup lapisan kaca yang terpisah. Wilayah terdalam serat, inti, membawa cahaya, sedangkan pelapis kaca atau kelongsong dicegah cahaya dari bocor keluar dari inti oleh pembiasan yang cahaya kembali ke batas-batas dalam inti. Snell Hukum menjelaskan konsep ini. Ini menyatakan bahwa sudut di

yang mencerminkan cahaya saat melewati dari satu bahan untuk lain tergantung pada indeks bias dari dua bahan. Dalam kasus serat optik, ini adalah indeks bias antara inti dan cladding. Gambar 6,10-2 mengilustrasikan persamaan Hukum Snellius. Dalam gambar ini, daerah atas dari frame, n1, mengindikasikan bias lebih tinggi Indeks dari n2 wilayah yang lebih rendah. Bias indeks dari daerah atas ditunjuk sebagai n1 sementara wilayah yang lebih rendah indeks bias adalah n2. Angka pada atas menunjukkan kasus dengan sudut indeks kurang daripada sudut kritis. Perhatikan bahwa sudut cahaya perubahan pada antarmuka antara bias lebih tinggi indeks, di daerah 1, dan indeks bias lebih rendah, di wilayah 2. Pada gambar tengah, sudut indeks telah meningkat menjadi sudut kritis. Pada titik ini semua sinar cahaya dibiaskan sejajar dengan perjalanan antarmuka wilayah. Pada gambar di bawah, sudut indeks telah meningkat ke nilai lebih besar daripada kritis sudut. Dalam hal ini 100% dari cahaya membias di antarmuka wilayah. Kemajuan dalam teknologi laser berikutnya meningkat industri serat optik. Hanya dioda pemancar cahaya atau rekan yang lebih tinggi bertenaga, dioda laser, telah potensi untuk menghasilkan sejumlah besar cahaya dalam cukup kecil untuk berguna untuk serat optik terfokus balok transportasi. Komunikasi insinyur cepat melihat pentingnya laser dan frekuensi modulasi yang lebih tinggi mereka kemampuan. Cahaya memiliki kapasitas untuk membawa 10.000 kali informasi lebih banyak dari frekuensi radio. Karena kondisi lingkungan, seperti hujan, salju, dan kabut, mengganggu sinar laser, skema transmisi selain ruang bebas yang dibutuhkan. Pada tahun 1966, Charles Kao dan Charles Hockham, bekerja di Standard Laboratorium Telekomunikasi, disajikan optik serat sebagai media transmisi yang ideal, dengan asumsi redaman serat optik dapat disimpan di bawah 20 dB per kilometer. Serat optik hari dipamerkan kerugian 1.000 dB / km atau lebih. Pada hilangnya 20 dB / km, 99% dari cahaya akan kehilangan lebih dari hanya 1000 meter (3300 kaki). Para ilmuwan berteori bahwa tingkat tinggi kerugian itu karena kotoran di kaca dan bukan kaca itu sendiri. Pada saat tahun 1970, kerugian optik 20 dB / km itu dalam kemampuan elektronik dan optoelektronik komponen untuk jarak pendek (kurang dari 1

km) tetapi tidak untuk jarak yang lebih jauh (lebih dari 1 km). Dr Robert Maurer, Donald Keck, dan Peter Schultz dari Corning berhasil mengembangkan serat kaca yang dipamerkan redaman kurang dari 20 dB / km, membatasi untuk membuat serat optik teknologi dapat digunakan. Lainnya kemajuan hari, seperti chip semikonduktor, detektor optik, dan konektor optik, memprakarsai benar awal dari komunikasi serat optik industri. Spektrum optik Windows dan Panjang gelombang tetap menjadi faktor signifikan dalam serat optik perkembangan. Gambar 6,10-3 menggambarkan panjang gelombang "Jendela." Tabel 6,10-1 menunjukkan panjang gelombang setiap jendela optik dan aplikasi khas untuk multimode (MM) atau single-mode (SM) operasi. GAMBAR 6,10-2 prinsip gelombang cahaya pembiasan. Para indeks bias inti, n1, selalu kurang dari itu dari cladding, n2. Cahaya insiden di tapal batas di kurang dari sudut kritis,, 1 merambat melalui batas, tetapi dibiaskan menjauhi normal batas (a) pada sudut kritis, C, sepanjang batas (b). Cahaya insiden di tapal batas di 1 sudut sudut kritis di atas benar-benar internal tercermin (c). (Diadaptasi dari Angkatan, Inc, ilustrasi digunakan dengan izin.) BAB 6.10: sistem serat optik TRANSMISI 203 Serat optik sistem awal dikembangkan pada panjang gelombang operasi sekitar 850 nm. Panjang gelombang ini berhubungan dengan "jendela pertama" yang disebut di serat silika berbasis optik, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6,10-3. Jendela ini mengacu pada daerah panjang gelombang yang akan kehilangan optik menawarkan rendah yang berada di antara beberapa besar puncak serapan. Puncak serapan ini disebabkan terutama oleh kelembaban dalam serat dan hamburan Rayleigh, yang merupakan hamburan cahaya karena acak variasi indeks bias yang disebabkan oleh penyimpangan dalam struktur gelas. Daya tarik ke wilayah nm 850 berasal dari perusahaan kemampuan untuk menggunakan biaya rendah LED inframerah dan rendah-biaya silikon detektor. Sebagai teknologi berkembang, jendela pertama kehilangan daya tariknya karena relatif tinggi 3 dB / km kerugian. Sebagian besar perusahaan mulai mengeksploitasi "kedua jendela "pada 1310 nm dengan pelemahan yang lebih rendah sekitar 0,5 dB / km. Pada akhir 1977, Nippon Telegraph dan

Telepon mengembangkan "jendela ketiga" pada 1550 nm. Jendela ketiga menawarkan rugi optik sekitar 0,2 dB / km. Tiga optik jendela-850 nm, 1310 nm, dan 1550 nm-yang banyak digunakan dalam serat optik instalasi hari ini. Panjang gelombang 660 nm terlihat dekat digunakan dalam low-end, sistem jarak pendek. Masing-masing memiliki panjang gelombang nya keuntungan. Panjang gelombang lagi menawarkan kinerja yang lebih tinggi, tetapi selalu datang dengan biaya yang lebih tinggi. Tabel 6,10-2 memberikan redaman optik khas untuk masing-masing panjang gelombang yang umum versus serat optik diameter kabel. Sebuah serat inti sempit memiliki kurang redaman optik. The International Telecommunication Union (ITU), sebuah organisasi internasional yang mempromosikan seluruh dunia standar telekomunikasi, telah ditetapkan enam band untuk transmisi serat optik transmisi. Para pertama adalah band O ("band asli"), yang berasal dari 1260-1310 nm. Band kedua adalah band E ("Band diperpanjang"), yang 1360-1460 nm. Ketiga band band S ("band pendek"), yang 1460-1530 nm. Band keempat dalam spektrum adalah C band ("Band konvensional"), yang 1530-1565 nm. Para Band kelima adalah band L ("band lagi"), yang 1560-1625 nm. Band keenam adalah band U ("ultra Band "), yang 1625-1675 nm. Ada ketujuh band yang belum didefinisikan oleh ITU yang ada di 850 nm daerah. Hal ini sebagian besar digunakan dalam jaringan pribadi. Band ketujuh adalah banyak digunakan dalam kecepatan tinggi jaringan komputer, distribusi video, dan perusahaan aplikasi. Para peneliti telah berusaha untuk mengembangkan serat baru optik yang dapat mengurangi biaya atau meningkatkan kinerja. Beberapa bahan serat alternatif telah ditemukan penggunaan khusus. Serat plastik sangat ideal untuk transmisi pendek jarak yang ideal untuk home theater instalasi. Turunkan biaya serat kaca mengurangi kebutuhan GAMBAR 6,10-3 Serat pelemahan dibandingkan panjang gelombang cahaya karakteristik. TABEL 6,10-1 De facto Panjang gelombang cahaya Standar Nominal spektrum (Nm) Jenis Serat Jendela Multimode

(MM) Tunggal Modus (SM) 850 30 (Panjang gelombang pendek) Saya X 1300 30 (Gelombang panjang) II X X 1550 30 (Ekstra panjang gelombang) III X TABEL 6,10-2 Serat Optik Khas Rugi Serat Optik Rugi (dB / km) Ukuran () Tipe 780 nm 850 nm nm 1300 1550 nm 9 / 125 SM 3.0 2.5 0,5-0,8 0,2-0,4 50/125 MM 3.5-7.0 2.5-6.0 0.7-4.0 0.6-3.5 62.5/125 4.0-8.0 3.0-7.0 1.0-4.0 1.0-4.0 100/140 4.5-8.0 3.5-7.0 1.5-5.0 1.5-5.0 110/125 15 200/230 12 BAGIAN 6: TRANSMISI TELEVISI 204 untuk mengembangkan serat plastik lagi jarak dan semakin tinggi biaya kawat tembaga telah memperluas serat kaca optik kabel aplikasi. Jenis Bahan Serat-optik Ada dua bagian yang berbeda dari serat optik kabel yang serat optik yang membawa sinyal dan pelindung meliputi yang membuat aman serat dari lingkungan dan kerusakan mekanik. Bagian ini secara spesifik dengan serat optik. Sebuah serat optik memiliki dua lapisan konsentris yang disebut inti dan cladding. Inti (bagian dalam) adalah membawa cahaya bagian. Kelongsong sekitarnya memberikan perbedaan dalam indeks bias yang memungkinkan internal total pantulan cahaya melalui inti. Indeks pembiasan dari cladding kurang dari 1% lebih rendah dari bahwa inti. Nilai-nilai khas, misalnya, adalah inti indeks 1,47 dan indeks kelongsong dari 1,46. Serat produsen harus hati-hati mengendalikan perbedaan ini untuk

memperoleh karakteristik serat yang diinginkan. Serat memiliki lapisan tambahan sekitar cladding. Lapisan ini, yang biasanya satu atau lebih lapisan polimer, melindungi inti dan cladding dari guncangan yang mungkin mempengaruhi sifat-sifat mereka optik atau fisik. Pelapisan tidak memiliki sifat optik yang mempengaruhi propagasi cahaya dalam serat. Lapisan ini hanya shock absorber. Gambar 6,10-4 menunjukkan cahaya perjalanan melalui serat. Cahaya disuntikkan ke serat dan mencolok coretocladding antarmuka pada sudut kritis mencerminkan kembali ke inti. Karena sudut insiden dan refleksi adalah sama, cahaya lagi akan tercermin. Para cahaya akan terus turun seperti yang diharapkan panjang serat. Cahaya, namun, mencolok antarmuka kurang dari sudut kritis masuk ke dalam cladding, dimana kehilangan lebih dari jarak jauh. Cladding biasanya tidak efisien sebagai pembawa cahaya, dan cahaya di cladding menjadi dilemahkan cukup cepat. Propagasi cahaya diatur oleh indeks inti dan cladding dan oleh Hukum Snell. Refleksi internal seperti jumlah bentuk-bentuk dasar cahaya propagasi melalui serat optik sederhana. Analisis ini hanya mempertimbangkan sinar meridional, sinar yang lulus melalui sumbu serat pusat setiap kali mereka tercermin. Sinar lain, yang disebut sinar miring, perjalanan menuruni serat tanpa melewati sumbu. Jalur ray miring biasanya heliks, membungkus di sekitar dan sekitar sumbu pusat. Untuk hanya menganalisis, tusuk sate sinar diabaikan di sebagian besar serat optik analisis. Sebuah kerucut yang dikenal sebagai kerucut penerimaan, ditunjukkan dalam Gambar 6,10-5, mendefinisikan dimana cahaya akan diterima dan disebarkan oleh refleksi internal total. Cahaya yang memasuki inti dari dalam kerucut ini penerimaan dibiaskan ke serat. Cahaya di luar kerucut tidak akan pemogokan antarmuka core-to-cladding pada tepat sudut yang memungkinkan refleksi internal total. Cahaya ini tidak akan merambat. Spesifik karakteristik dari propagasi cahaya melalui serat tergantung pada banyak faktor. Faktor-faktor termasuk ukuran dan komposisi serat serta sumber cahaya disuntikkan ke dalam serat. Pemahaman dari interaksi antara sifat ini akan memperjelas banyak aspek serat optik. Serat itu sendiri memiliki diameter yang sangat kecil. Tabel 6,10-3

memberikan diameter inti dan cladding dari empat biasa digunakan serat. Untuk menyadari betapa kecil serat tersebut, dicatat bahwa rambut manusia memiliki diameter sekitar 100 . Serat ukuran biasanya dinyatakan dengan terlebih dahulu memberikan ukuran inti, diikuti dengan ukuran cladding. Jadi, 50/125 berarti inti diameter 50 mikron (pM) dan diameter cladding dari 125 mikron (pM). Serat optik diklasifikasikan dalam dua cara. Salah satu cara adalah oleh susunan materi: Kaca serat: serat Kaca memiliki inti kaca dan kaca cladding. Mereka adalah jenis yang paling banyak digunakan serat. Kaca yang digunakan dalam serat optik ultra murni dan transparan silikon dioksida atau menyatu kuarsa. Jika air laut adalah jelas seperti serat, satu bisa melihat ke bagian bawah Palung Mariana di Samudera Pasifik, kedalaman 36.000 kaki. Kotoran yang sengaja ditambahkan ke kelas murni untuk mencapai diinginkan indeks bias. Unsur-unsur germanium dan fosfor ditambahkan untuk meningkatkan indeks bias kaca. Boron atau fluor adalah digunakan untuk mengurangi indeks. Ada kotoran lainnya yang tidak dihapus ketika kelas dimurnikan. Kotoran ini tambahan juga mempengaruhi serat properti dengan atenuasi meningkat dari hamburan atau oleh menyerap cahaya. GAMBAR 6,10-4 refleksi internal total dalam serat optik. Sinar insiden cahaya pada core / cladding batas di lebih besar daripada sudut kritis, ditentukan oleh hasil bagi n1/n2, menyebarkan ke inti serat pada kecepatan yang ditentukan oleh nilai yang serat. Salah satu sinar ditampilkan untuk menjaga diagram sederhana. (Dari AMP, Inc, hak cipta ilustrasi, digunakan dengan izin.) BAB 6.10: sistem serat optik TRANSMISI 205 Plastik berlapis silika (PCS): PCS serat memiliki inti kaca dan cladding plastik. Kinerja serat PCS terbatas dibandingkan dengan serat yang terbuat dari kaca semua. Plastik: Plastik serat memiliki inti plastik dan plastik cladding. Serat plastik dibatasi oleh optik tinggi kehilangan dan bandwidth rendah. Biaya yang sangat rendah dan kemudahan penggunaan membuat mereka menarik untuk aplikasi dimana bandwidth rendah atau kerugian yang tinggi dapat diterima. Plastik dan PCS serat tidak memiliki buffer coating sekitarnya cladding. Cara kedua untuk mengklasifikasikan serat adalah dengan bias

indeks inti dan mode yang merambat serat. Serat dapat dikategorikan menjadi tiga umum jenis; Gambar 6,10-6 menunjukkan serat tiga umum jenis dan karakteristik dasar mereka. Gambar 6,10-6 menunjukkan perbedaan antara pulsa masukan disuntikkan ke dalam serat dan pulsa output keluar serat. Penurunan ketinggian pulsa menunjukkan hilangnya kekuatan sinyal optik. Para memperluas pulsa menunjukkan membatasi bandwidth efek dari serat. Hal ini juga menunjukkan jalan yang berbeda sinar cahaya merambat di serat. Dan, hal itu menunjukkan indeks bias relatif inti dan cladding untuk setiap jenis serat. Mode Mode adalah sebuah konsep matematika atau fisik menggambarkan propagasi gelombang elektromagnetik melalui media apapun. Dalam bentuk matematis, mode Teori berasal dari persamaan Maxwell. James Maxwell pertama kali dikembangkan ekspresi matematika ke Hubungan antara energi listrik dan magnetik. Dia membuktikan bahwa mereka berdua satu bentuk elektromagnetik energi, bukan dua bentuk yang berbeda seperti itu umum diyakini. Persamaan-Nya juga menunjukkan bahwa propagasi energi elektromagnetik berikut aturan ketat. Persamaan Maxwell membentuk dasar dari elektromagnetik teori. Modus adalah solusi untuk persamaan Maxwell. Untuk tujuan bab ini, mode hanyalah sebuah jalan yang sinar cahaya bergerak ke bawah serat. Jumlah mode yang diberikan serat akan mendukung berkisar dari 1 sampai lebih dari 100.000 individu sinar cahaya. Hal ini tergantung pada sifat-sifat fisik serat dan diameter serat. Indeks bias Profil Profil indeks bias menggambarkan hubungan antara indeks inti dan cladding. Dua hubungan utama yang ada: step indeks dan indeks dinilai. Serat step indeks memiliki inti dengan indeks seragam seluruh. Profil menunjukkan langkah yang tajam di persimpangan dari inti dan cladding. Sebaliknya, dinilai indeks memiliki inti seragam. Indeks tertinggi pada pusat inti dan secara bertahap berkurang sampai cocok dengan cladding. Oleh karena itu, tidak ada tajam transisi antara inti dan cladding. Dengan klasifikasi ini, ada tiga jenis serat: Langkah indeks serat multimode, langkah biasa disebut Indeks serat.

GAMBAR 6,10-5 Cahaya sinar penerimaan geometri kerucut. Penerimaan kerucut kerucut sudut imajiner yang tepat memperluas luar coaxially dari inti serat. Ini adalah ukuran kemampuan mengumpulkan cahaya dari sebuah serat. Ray penerimaan sudut, yang disebut numerik aperture (NA) dari serat, secara unik ditentukan oleh yang bias indeks inti bahwa serat dan kelongsong. (Dari AMP, Inc, ilustrasi hak cipta, digunakan dengan izin.) TABEL 6,10-3 Core dan Cladding Diameter dari Empat Umum Digunakan Serat Inti () Cladding () 8 125 50 125 62.5 125 100 140 GAMBAR 6,10-6 jenis serat optik. Diameter inti dan karakteristik dengan indeks bias menentukan propagasi cahaya path atau jalur dalam inti serat. (Dari AMP, Inc, hak cipta ilustrasi, digunakan dengan izin.) BAGIAN 6: TRANSMISI TELEVISI 206 Single-mode langkah indeks serat, disebut single-mode serat. Indeks serat Multimode terdegradasi, yang disebut dinilai Indeks serat. Karakteristik masing-masing memiliki jenis yang penting bantalan pada kesesuaian untuk aplikasi tertentu. Langkah Indeks Serat Multimode Serat multimode Langkah indeks adalah jenis yang paling sederhana. Ini memiliki diameter inti 100-970 mikron. Serat ini Jenis meliputi kaca, PCS, dan serat plastik. Langkah serat indeks adalah jenis serat yang paling banyak digunakan. Hal ini meskipun bandwidth yang relatif rendah dan kerugian yang tinggi. Karena cahaya mencerminkan pada sudut yang berbeda untuk berbagai jalan, sinar cahaya yang berbeda mengambil lebih pendek atau waktu lebih lama untuk menyebarkan ke serat. Sinar cahaya yang bergerak lurus ke bawah pusat inti tiba di ujung lain pertama. Sinar cahaya lain datang kemudian, karena mereka membiaskan bolak-balik di jalan zigzag. Oleh karena itu, sinar cahaya yang masuk serat pada saat yang sama waktu keluar serat pada waktu yang berbeda. Efeknya adalah bahwa cahaya telah menyebar keluar pada waktunya. Ini penyebaran pulsa optik disebut modal

dispersi. Sebuah pulsa cahaya yang dimulai sebagai ketat dan bentuk tepat didefinisikan telah tersebar atau tersebar di waktu. Dispersi menggambarkan penyebaran cahaya oleh berbagai mekanisme. Dispersi modal adalah bahwa jenis dispersi yang dihasilkan dari panjang jalan yang bervariasi setiap modus cahaya karena merambat melalui serat. Dispersi modal khas untuk indeks melangkah serat berkisar 15-30 ns per kilometer. Ini berarti bahwa ketika sinar cahaya memasuki serat 1 km panjang pada waktu yang sama, sinar cahaya yang mengambil jalan terpanjang akan tiba 15-30 ns setelah sinar cahaya yang mengambil jalur terpendek. Dispersi modal dari 15-30 miliar detik tampaknya tidak akan sangat banyak, tetapi dispersi adalah serat faktor utama membatasi bandwidth. Nadi menyebarkan hasil dalam tumpang tindih yang berdekatan pulsa, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6,10-7. Akhirnya pulsa akan menggabungkan sehingga satu pulsa tidak dapat dibedakan dari yang lain. Hal ini menyebabkan hilangnya informasi. Mengurangi modal dispersi dalam serat akan meningkatkan bandwidth serat. Serat Multimode Graded Indeks Salah satu cara untuk mengurangi dispersi modal adalah dengan menggunakan dinilai Indeks serat. Berikut inti memiliki banyak konsentris lapisan dari kaca, agak seperti cincin annular dari pohon. Setiap lapisan berturut-turut keluar dari pusat sumbu inti memiliki indeks bias lebih rendah. Cahaya bergerak lebih cepat dalam indeks bias lebih rendah, sehingga cahaya lebih lanjut adalah dari sumbu pusat, semakin besar kecepatan. Setiap lapisan inti dibiaskan cahaya. Bukannya tajam dibiaskan seperti di langkah serat indeks, cahaya sekarang bengkok atau terus-menerus membias di hampir pola sinusoidal. Mereka sinar yang mengikuti jalan terpanjang dengan perjalanan di luar inti memiliki kecepatan lebih cepat rata-rata. Cahaya bepergian dekat pusat inti memiliki paling lambat kecepatan rata-rata. Akibatnya, semua sinar cenderung mencapai akhir serat pada waktu yang sama. Indeks dinilai mengurangi dispersi modal untuk 1 ns per kilometer atau kurang. Populer serat indeks dinilai memiliki diameter inti 50 atau 62,5 mikron dan diameter kelongsong dari 125 mikron. Serat ini populer dalam aplikasi yang memerlukan bandwidth tinggi, terutama telekomunikasi, lokal jaringan area, komputer, dan aplikasi video. Single-mode Fiber

Cara lain untuk mengurangi dispersi modal adalah untuk mengurangi inti yang berdiameter sampai serat merambat hanya satu modus efisien. Serat single-mode memiliki sangat inti kecil diameter hanya 5-12 mikron. Standar cladding diameter 125 mikron. Cladding diameter dipilih karena tiga alasan: cladding harus sekitar 10 kali lebih tebal dari inti dalam serat single-mode. Untuk serat dengan 8 atau 9 inti pM, cladding harus minimal 80 pM. Ini adalah ukuran yang sama sebagai indeks dinilai serat yang mempromosikan ukuran standardisasi. Hal ini mendorong penanganan mudah karena membuat serat kurang rapuh dan karena diameter cukup besar sehingga dapat ditangani oleh teknisi. GAMBAR 6,10-7 Pulse menyebar karena dispersi modal. BAB 6.10: sistem serat optik TRANSMISI 207 Karena serat single-mode hanya membawa satu modus, dispersi modal tidak ada. Single-mode serat memiliki bandwidth potensi 50-100 GHz-kilometer. Serat ini memiliki bandwidth beberapa GHz memungkinkan transmisi puluhan kilometer. Dispersi-Bergeser Single-mode Serat Ada tiga jenis single-mode serat optik biasanya ditemukan dalam aplikasi khas untuk telekomunikasi dan jaringan data. Selain standar singlemode serat, ada juga dispersi-bergeser (DS) serat dan nol-dispersi-bergeser (NZ-DS) serat. Tujuan dari serat ini adalah untuk mengurangi dispersi dalam jendela memiliki redaman transmisi terendah. Biasanya, redaman adalah terendah di 1550 nm jendela dan dispersi adalah terendah di jendela nm 1310. Dispersi pergeseran menciptakan serat yang menggeser terendah dispersi ke wilayah nm 1550. Ini pergeseran hasil dispersi dalam serat cocok untuk data tertinggi tarif dan jarak transmisi terpanjang. Dalam standar serat single-mode, kehilangan poin terendah dan tertinggi bandwidth yang tidak sesuai. Dispersi pergeseran membawa mereka lebih dekat bersama-sama. AWAL APLIKASI UNTUK SERAT OPTIK AS bersenjata layanan segera mengambil keuntungan serat optik untuk meningkatkan komunikasi dan taktis sistem. Pada awal 1970-an, angkatan laut Amerika Serikat memasang serat optik sistem telepon kapal

USS Little Rock. Pada tahun 1976, angkatan udara mengikutinya dengan mengembangkan Teknologi Serat Optik Airborne Light (Aloft) program. Awal keberhasilan ini aplikasi menelurkan sejumlah penelitian militer dan program pengembangan untuk membuat serat kuat, taktis kabel, dan ruggedized, kinerja tinggi komponen untuk aplikasi mulai dari pesawat sampai bawah. Segera setelah itu, aplikasi komersial mulai muncul. Industri siaran televisi selalu tertarik pada sistem yang menawarkan transmisi video yang superior kualitas. Pada tahun 1980, penyiar musim dingin Olimpiade, di Lake Placid, New York, meminta sebuah serat optik sistem transmisi video untuk video cadangan feed. Pakan serat optik, karena kualitas dan kehandalan, segera menjadi video feed utama, membuat Olimpiade musim dingin tahun 1980 penggunaan pertama dari serat optik untuk produksi televisi langsung dalam sejarah. Industri telekomunikasi mengambil keuntungan dari teknologi baru ini. Pada tahun 1977, baik AT & T dan GTE serat optik dibuat sistem telepon di Chicago dan Boston, masing-masing. Segera setelah itu, serat optik telepon jaringan meningkat dalam jumlah dan jangkauan. Jaringan desainer semula ditentukan multimode-parut Indeks serat, tetapi oleh awal 1980-an, single-mode serat operasi di 1310 nm dan kemudian di panjang gelombang 1550 nm jendela menjadi standar. Pada tahun 1983, Inggris Seluruh sistem telepon Telecom digunakan single-mode serat eksklusif. Komputer dan jaringan informasi perlahan-lahan pindah ke serat. Hari ini disukai serat atas tembaga karena ringan kabel, sambaran petir kekebalan, dan bandwidth meningkat selama lagi jarak. Pada pertengahan 1980-an, pemerintah AS diregulasi layanan telepon, yang memungkinkan perusahaan telepon kecil untuk bersaing dengan raksasa, AT & T. MCI dan Sprint memimpin jalan dengan menginstal daerah serat optik telekomunikasi jaringan di seluruh dunia. Ada alami hak-hak dari jalan, seperti garis kereta api dan gas pipa, diperbolehkan ini dan perusahaan lain untuk menginstal ribuan mil dari kabel serat optik. Dengan booming, kapasitas output produsen serat berjuang untuk bersaing dengan permintaan dari serat optik diperlukan untuk meningkatkan bandwidth jauh lebih besar. Pada tahun 1990, Bell Labs mengirimkan 2,5 gigabit per-detik sinyal lebih dari 7.500 km tanpa regenerasi. Dengan menggunakan

laser soliton dan penguat serat erbium-doped (EDFA), pulsa cahaya mempertahankan bentuk dan intensitas. Pada tahun 1998, Bell Labs peneliti ditransmisikan 100 optik sinyal simultan. Setiap sinyal optik adalah pada tingkat data 10 Gbps dan diangkut untuk jarak hampir 250 mil. Bandwidth pada satu serat meningkat menjadi 1 terabit per detik. Ini dicapai dengan menggunakan panjang gelombang padat-division multiplexing (DWDM) teknologi, yang memungkinkan beberapa panjang gelombang untuk digabungkan menjadi satu sinyal optik. Gambar 6,10-8 menggambarkan suatu sistem DWDM dasar. Teknologi DWDM terus berkembang sebagai kebutuhan untuk meningkatkan bandwidth. Bandwidth potensial serat adalah 50 Terahertz atau lebih baik. Teknologi DWDM telah menurun sangat dalam biaya dan kekuasaan konsumsi selama bertahun-tahun. DWDM teknologi laser membutuhkan kontrol suhu yang ketat dan kompensasi. Hal ini membuat perangkat menarik jumlah tinggi kekuasaan dan menambah biaya sistem. Hari ini masih bentuk agak mahal dari multiplexing optik. GAMBAR 6,10-8 padat gelombang-division multiplexing. BAGIAN 6: TRANSMISI TELEVISI 208 Lebih umum digunakan dalam siaran televisi industri kasar gelombang-division multiplexing (CWDM). CWDM Teknologi ini memberikan kemampuan sampai dengan 18 simultan sinyal optik pada satu fiber. Hal ini memberikan bandwidth dapat digunakan lebih dari 70 Gbps. CWDM optik relatif umum yang beroperasi pada 4 Gbps. Komisi Komunikasi Federal (FCC) mengamanatkan bahwa semua penyiar beralih dari analog ke transmisi digital, yang menyediakan kapasitas untuk definisi tinggi (HDTV). Hal ini disampaikan peneliti dengan tantangan untuk menyediakan bandwidth yang tinggi serat optik transportasi untuk HDTV. Selain siaran televisi, Namun, konsumen yang meminta untuk memiliki layanan broadband, termasuk data, audio, dan video, dikirim ke rumah. TRANSMISI INFORMASI ATAS SERAT OPTIK Sebuah kabel serat optik menyediakan pipa yang dapat membawa besar jumlah informasi. Tembaga kabel atau tembaga kabel koaksial membawa sinyal listrik termodulasi namun hanya jumlah terbatas informasi, karena melekat karakteristik kabel tembaga.

Free-ruang transmisi, seperti sinyal radio dan TV, menyediakan transmisi informasi kepada banyak orang, namun skema transmisi tidak dapat menawarkan swasta saluran. Juga, spektrum bebas ruang menjadi komoditas mahal dengan akses yang diatur oleh FCC. Transmisi serat optik menawarkan bandwidth yang tinggi dan kecepatan data, tetapi tidak menambah freespace ramai spektrum. Skema Modulasi Informasi Skema modulasi cara di mana informasi yang akan diangkut dikodekan. Encoding informasi dapat meningkatkan integritas transmisi, memungkinkan informasi lebih lanjut yang akan dikirim per unit waktu, dan dalam beberapa kasus, mengambil keuntungan dari beberapa kekuatan media komunikasi atau mengatasi beberapa kelemahan. Tiga teknik dasar yang ada untuk transmisi informasi seperti sinyal video melalui serat optik: Amplitudo modulasi (AM) termasuk baseband AM, frekuensi radio (RF) pembawa PM, dan vestigial sideband AM. Frekuensi modulasi (FM) termasuk gelombang sinus FM, gelombang persegi FM, pulsa FM, dan FM-dikodekan vestigial sideband. Digital modulasi sumber cahaya optik dengan satu dan nol dari aliran data digital. Sebuah disederhanakan penjelasan adalah bahwa sumber cahaya atau laser off untuk nol digital dan selama satu digital. Dalam sebenarnya praktek, sumber cahaya tidak pernah benar-benar menutup off. Memodulasi sumber cahaya gelap dan ringan untuk digital nol dan satu informasi. KEUNTUNGAN SERAT-OPTIC TRANSMISI Selain keuntungan serat optik teknis, biaya bahan untuk Serat optik menjadi lebih menarik karena biaya kawat tembaga telah meningkat substantialllyin revent tahun. Jarak lagi Manfaat yang signifikan dari serat optik transmisi adalah kemampuan untuk transportasi jarak sinyal panjang. Dasar sistem mampu mengirimkan sinyal hingga 5 km lebih serat multimode dan sampai 80 km lebih dari single mode tanpa repeater. Paling modern sistem serat optik transportasi informasi digital. Sebuah digital serat optik sistem dapat diulang atau diregenerasi hampir tanpa batas. Sebuah repeater elektro-optik erbium doped atau

serat penguat (EDFA) dapat digunakan untuk regenerasi atau memperkuat sinyal optik. Beberapa Sinyal Sebagaimana dibahas dalam bagian sebelumnya, serat memiliki bandwidth lebih dari 70 GHz menggunakan khas off-rakserat optik untuk peralatan angkutan. Secara teoritis, ratusan, bahkan ribuan, dari sinyal video dan audio dapat diangkut melalui serat tunggal. Hal ini dicapai dengan menggunakan kombinasi time-division multiplexing (TDM) dan multiplexing optik. Serat optik transportasi peralatan tersedia untuk mengangkut lebih dari 8 video dan 32 saluran audio per panjang gelombang. Offtherak kasar CWDM gelombang-division multiplexing peralatan mudah menyediakan sampai 18 panjang gelombang. Ini kombinasi peralatan menyediakan hingga 144 video yang dan 576 saluran audio, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6,10-9. Ukuran Kabel serat optik sangat kecil dengan diameter dan ukuran bila dibandingkan dengan tembaga. Sebuah untai tunggal serat optik kabel sekitar 3 mm. Sebuah kabel koaksial video biasanya jauh lebih besar. Kabel serat memfasilitasi kapasitas yang lebih tinggi dalam saluran bangunan. Sering ada ruang yang terbatas di yang ada membangun saluran untuk ekspansi infrastruktur. Dalam produksi mobile dan lapangan untuk olahraga dan acara berita, serat sering kabel pilihan karena keterbatasan ruang dalam newsgathering ponsel dan elektronik kendaraan. Berat badan Sebuah kabel serat optik secara substansial lebih ringan dalam berat daripada kabel tembaga. Sebuah inti serat PVC berjaket tunggal beratnya sekitar 25 kilogram per kilometer; RG-6 tembaga kabel koaksial dapat 3-4 kali lipat. Kebisingan Imunitas Sebuah sinyal bepergian pada kabel tembaga rentan terhadap interferensi elektromagnetik. Dalam banyak aplikasi BAB 6.10: sistem serat optik TRANSMISI 209 tidak dapat dihindari harus kabel rute dekat kekuasaan gardu; pemanasan, ventilasi, dan AC (HVAC) peralatan, dan sumber-sumber industri lainnya gangguan. Sebuah sinyal bepergian sebagai foton dalam optik serat kebal terhadap gangguan tersebut. Foton merambat di kabel serat kebal terhadap efek interferensi elektromagnetik. Dalam aplikasi militer, sistem serat kebal terhadap suatu elektromagnetik

pulsa (EMP) yang dihasilkan oleh ledakan nuklir di Atmosfer bumi. Serat optik peralatan yang digunakan dalam komando dan kontrol bunker untuk mengisolasi fasilitas dan sistem dari gangguan EMP. Sebuah sinyal serat optik tidak memancarkan apapun gangguan atau noise. Kemudahan Instalasi Salah satu mitos tentang serat adalah bahwa sulit untuk menginstal dan memelihara. Ini mungkin benar dalam hari-hari awal, tapi sekarang itu adalah yang sederhana untuk mengakhiri serat optik dengan konektor seperti itu adalah untuk menginstal BNC konektor pada coax. Serat optik terminasi kit sekarang tersedia yang tidak memerlukan epoxy dan polishing khusus. Alat pengupasan kabel sederhana digunakan, mirip dengan yang digunakan untuk tembaga membujuk, untuk mempersiapkan serat untuk penghentian. Epoxy bebas konektor yang tersedia untuk mengakhiri baik multimode dan single-mode serat optik kabel. Konektor sudah prepolished. Tidak polishing peralatan yang dibutuhkan. Jenis Konektor Selama tahun sebagai komunikasi serat optik telah tumbuh dan berubah, ada yang berbeda jenis konektor. Saat ini ada empat umum konektor jenis yang digunakan di sebagian besar aplikasi serat optik (Gambar 6,10-10). Yang pertama adalah konektor ST (Gambar 6,10-10 (a)). Hal ini konektor bayonet-gaya yang mirip dengan BNC koaksial konektor, dan tersedia untuk single-mode dan multimode aplikasi. Gaya berikutnya adalah konektor FC (Gambar 6,10-10 (b)). Konektor ini memiliki wadah sekrup-jenis ulir. Hal ini mirip dengan konektor RF-jenis, dan hanya digunakan untuk single-mode aplikasi. Industri telekomunikasi standar pada SC konektor (Gambar 6,10-10 (c)). Ini adalah persegi snap-in-jenis konektor dan telah memperoleh popularitas di video dan industri komputer jaringan. Telekomunikasi dan jaringan aplikasi biasanya memerlukan dua serat: satu untuk data yang dikirimkan dan satu untuk lalu lintas data yang diterima. Sejak SC-jenis konektor sangat populer dalam jenis aplikasi, GAMBAR 6,10-9 peralatan multiplexing Waktu-divisi dan optik menawarkan substansial kapasitas untuk membawa video dan sinyal audio. (Courtesy Video Multidyne & Serat Sistem optik.) BAGIAN 6: TRANSMISI TELEVISI 210

dua konektor SC yang diperlukan. Sebagai ukuran serat peralatan berkurang dan kepadatan serat-optik input / output (I / O) meningkat, alternatif kecil untuk konektor SC yang diperlukan. Hal ini menyebabkan konektor LC seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6,10-10 (d). Sebuah LC adalah sekitar setengah ukuran konektor SC. Hal ini berbentuk persegi panjang dan memiliki klip pengunci. Kemudahan Penyambungan Mitos lainnya adalah perbaikan atau pemeliharaan yang patah atau dipotong serat. Biaya peralatan fusi splicing telah turun secara signifikan. Para Splicer fusi adalah kecil portabel perangkat yang mudah dibawa di lapangan. Sebuah fusi sambatan mudah untuk melakukan. Pertama, serat ditelanjangi dan disusun dengan menggunakan alat sederhana. Serat kemudian ditempatkan dalam mesin fusi-splicing. LCD layar menunjukkan perangkat secara otomatis menyelaraskan serat. Dengan menekan sebuah tombol busur fusi yang dihasilkan untuk sambatan bersama-sama serat. The fusi Splicer bahkan tes koneksi setelah selesai. Sekarang ada cara yang lebih sederhana untuk sambatan serat di lapangan splicing mekanik. Sebuah sambatan mekanik terdiri dari sebuah perangkat kecil yang digunakan untuk sambatan serat. Ini adalah sekitar 2 inci panjang 1 / 2 inci lebar. Proses melibatkan pertama pengupasan kabel serat optik dan kemudian memasukkan ujung ke unit splicing dengan kawin gel. Tombol A digunakan untuk menutup dan menjepit menutup unit. Para sambatan mekanik memberikan installer serat kemampuan untuk sambatan dan memperbaiki dengan peralatan murah di daerah dimana tidak ada daya listrik tersedia. Radiasi dan Keamanan Fiber-optik transportasi merupakan sarana komunikasi yang aman. Sejak kabel serat optik memancarkan atau memancarkan RF tidak ada energi, adalah mustahil untuk pasif mendengarkan atau untuk memasuki sirkuit serat optik. Satu-satunya cara untuk memasuki sebuah serat optik kabel secara fisik memotong kabel. Penguping harus memotong serat dan menginstal splitter untuk memasuki link fiber optik. Luka sayat di serat dan dimasukkan splitter dapat dideteksi oleh serat optik peralatan uji. Kondisi lingkungan Kabel serat optik yang kebal terhadap sebagian besar lingkungan kondisi. Kabel serat optik mampu menoleransi suhu ekstrim. Tidak seperti kabel tembaga, serat adalah kebal terhadap kelembaban. Serat tersedia dengan jacketing yang tahan terhadap radiasi nuklir. Banyak serat optik sistem yang digunakan untuk pemeriksaan dari reaktor nuklir.

Banyak aplikasi militer membutuhkan serat optik peralatan dan kabel untuk memiliki ketahanan terhadap radiasi. AKHIR-AKHIR KE-SISTEM DESAIN Kesalahpahaman yang umum adalah bahwa sulit untuk desain sistem serat optik. Ada perhitungan sederhana harus dilakukan dengan menggunakan informasi dari serat optik produk datasheet. Ketika merancang sebuah serat optik sistem itu perlu untuk mengetahui jumlah dan jenis sinyal untuk dikirim melalui serat serta transmisi jarak jauh atau anggaran optik yang diperlukan. Kami juga perlu mengetahui jarak transmisi atau dibutuhkan optik anggaran. Transmitter Luncurkan Daya Datasheet dari sistem transportasi serat optik akan memberikan daya keluaran optik unit transmitter. Mungkin ada model yang berbeda dengan berbagai tingkat output daya. Sebuah pemancar yang lebih kuat dapat dipilih untuk mencapai jarak transmisi lebih jauh. Tipikal serat optik pemancar memiliki output optik kekuatan -8 dBm atau mW 0,158. Sensitivitas Receiver Sensitivitas penerima parameter lain ditemukan di datasheet apapun peralatan serat optik. Sensitivitas penerima adalah sinyal optik minimum atau kekuasaan diperlukan untuk unit penerima untuk beroperasi dengan baik. Banyak sistem memiliki sensitivitas penerima minimum -28 DBm atau mW 0,00158. Nilai dBm -28 mewakili kekuatan optik yang adalah 28 desibel di bawah 0 dBm atau mW 1 poin referensi. Daya optik Anggaran Anggaran optik dari sistem transportasi serat optik memperhitungkan daya optik dari transmitter, kerugian dalam serat untuk jarak tertentu, sensitivitas penerima GAMBAR 6,10-10 Serat-optik konektor komunikasi jenis. BAB 6.10: sistem serat optik TRANSMISI 211 ity, dan sinyal-to-noise yang diperlukan. Optik daya, seperti daya listrik, diukur dalam watt atau miliwatt. Sistem serat optik biasanya dirancang menggunakan desibel direferensikan ke 1 milliwatt atau 0 dBm. Berikut ini rumus menunjukkan konversi dari watt ke desibel: dBm = 10 log (laser daya dalam mW). Daya output dari laser optik dapat 1 milliwatt. Kekuatan setara dalam dBm akan menjadi 10 log *

(1mW) = 0 dBm. Untuk laser daya 0,5 mW, output akan 10 * log (0,5 mW) = -3 dBm. Redaman optik dari serat multimode di 850 nm panjang gelombang adalah sekitar 3 dB / km. Atenuasi pada single-mode serat pada 1310 dan 1550 nm adalah 0,5 dan 0,2 dB / km, masing-masing. Menggunakan angka-angka ini kita dapat menghitung berapa banyak daya optik yang diperlukan untuk mencapai jarak tertentu transmisi. Misalnya, 10 km menjalankan lebih dari single-mode serat pada 1310 nm akan dikenakan hilangnya 5 dB (10 km 0,5 dB / km). Anggaran optik bahwa sistem serat optik menyediakan adalah perbedaan antara pemancar serat optik output optik daya dan penerima sensitivitas. Sebagai contoh, jika daya pemancar -8 dBm dan tingkat penerima minimum -28 dBm, maka kerugian maksimum sistem dapat menahan adalah 20 dBm. Dalam banyak kasus mungkin tampak bahwa multimode atau singlemodus menjalankan serat optik memiliki kekuatan untuk mencapai 40-60 km. Ketika transmisi melebihi sekitar 5 km di multimode sistem dan sekitar 15 km di single-mode sistem, faktor lain karena dispersi ikut bermain dan membatasi jarak transmisi. Bandwidth Optik kerugian dan bandwidth dapat digunakan dari sebuah serat optik sistem harus diperhitungkan. Seperti disebutkan sebelumnya, serat multimode memiliki lebih kerugian dan bandwidth kurang dibandingkan dengan single mode. Single mode memiliki kerugian yang lebih rendah dan bandwidth yang sangat tinggi daripada multimode. Kebanyakan produsen multimode kabel serat optik tidak menentukan dispersi. Mereka akan memberikan angka merit dikenal sebagai produk bandwidth-panjang atau hanya bandwidth dengan unit MHz kilometer. Untuk Misalnya, 500 MHz-km diterjemahkan ke sinyal MHz 500 yang dapat diangkut 1 km. Produk dari bandwidth yang diperlukan dan jarak transmisi tidak dapat melebihi 500: BW L 500 Sebuah sinyal bandwidth yang lebih rendah dapat dikirim jarak yang lebih jauh. Sebuah sinyal 100 MHz dapat dikirim L = BW - produk / BW = 500 MHz MHz-km/100 = 5 km Single-mode serat biasanya memiliki spesifikasi dispersi disediakan oleh produsen. Dispersi

ditentukan dalam picoseconds per nanometer per kilometer sumber cahaya lebar spektral atau ps / km / nm. Ini longgar diterjemahkan ke bandwidth yang lebih luas spektral sumber sinar laser, dispersi lebih. Analisis dispersi dari serat single-mode sangat kompleks. Perhitungan perkiraan dapat dibuat dengan rumus berikut: BW = 0,187 / (Disp BD L), dimana: Disp adalah dispersi serat di operasi panjang gelombang dengan detik unit per nanometer per kilometer. SW lebar spektral (rms) dari sumber cahaya di nanometer. L adalah panjang kabel serat dalam kilometer. Misalnya, dengan dispersi sama dengan 4 ps / nm / km, lebar spektral dari 3 nm, dan panjang transmisi 20 km, maka: BW = 0,187 / (4 10-12 s / nm / km) (3 nm) (20 km) BW = 779.166.667 Hz atau sekitar 800 MHz. Jika lebar spektral dari sumber cahaya laser dua kali lipat sampai 6 nm bandwidth akan turun menjadi sekitar 390 MHz. Ini menunjukkan betapa penting lebar spektral sumber laser pada bandwidth yang dapat digunakan serat. Jika sumber sinar laser dengan optik spektral yang sempit lebar digunakan, atau serat dengan sosok dispersi rendah, bandwidth dan jarak transmisi akan meningkat. Dalam single-mode serat komunikasi, ada dua dasar jenis sumber sinar laser. Jenis pertama adalah lebih murah laser yang menggunakan Fabre-Perot dioda laser (FP-LD) teknologi. FP-LD adalah murah pilihan untuk digital komunikasi serat optik. Dengan lebar spektral dari biasanya 4 nm atau lebih, ini terutama digunakan untuk bandwidth rendah atau jarak pendek aplikasi. Yang kedua adalah umpan balik didistribusikan dioda laser (DFB-LD) teknologi. Ini sumber cahaya lebih mahal dan secara luas digunakan untuk jarak jauh komunikasi serat optik. Spektral yang khas lebar untuk laser DFB adalah sekitar 1 nm. Ketika suatu DBF laser digunakan dalam kombinasi dengan dispersi yang rendah serat, transmisi bandwidth dan jarak jauh dapat secara signifikan lebih tinggi. Lihat Tabel 6,10-2, yang menunjukkan khas serat optik kabel kerugian, dan Tabel 6,10-4, yang menunjukkan bandwidth untuk berbagai jenis kabel serat.

Optical Kerugian Kehilangan optik atau atenuasi dapat bervariasi 300-0,2 dBm / km untuk serat plastik atau single-mode, masing-masing. Serat optik memiliki karakteristik yang berbeda pada hilangnya panjang gelombang yang berbeda. Optik jendela, seperti yang disebutkan sebelumnya, adalah daerah dalam spektrum serat optik dengan kerugian yang rendah. Serat optik awal sistem dioperasikan dalam pertama optik jendela di kisaran 850 nm. Jendela kedua adalah 1310 nm range, yang memiliki dispersi nol. Jendela ketiga adalah jendela nm 1550. Sebuah multimode serat memiliki redaman dari sekitar 4 dB / km pada 850 nm dan sekitar 2,5 dB / km pada 1310 nm. Para multimode BAGIAN 6: TRANSMISI TELEVISI 212 kurva redaman serat spektrum ditunjukkan pada Gambar 6,10-3. Perhatikan hilangnya daerah tinggi di 700, 1250, dan 1380 nm. Single-mode serat kurva redaman ditunjukkan pada Gambar 6,10-11. Ada tinggi badan daerah di 800, 1100, dan 1490 nm daerah. Daerah yang tinggi-rugi pada sekitar 1100 nm disebut wilayah transisi modus. Ini ini dimana perubahan serat multimode untuk singlemode dari karakteristik. Dalam rangka memanfaatkan hilangnya sifat rendah dari diberikan wilayah di serat, sumber cahaya optik harus menghasilkan cahaya pada panjang gelombang itu. Untuk multimode serat, sumber cahaya digunakan di 850 dan 1310 nm panjang gelombang. Dalam serat single-mode, sumber cahaya biasanya pada 1310 dan 1550 nm. Laser CWDM berada di 1470-1610 nm jangkauan. Kurva pada Gambar 6,10-11 menunjukkan bahwa serat telah kehilangan rendah dan spektrum datar di panjang gelombang. Corning memperkenalkan sebuah CWDM metro serat yang dihilangkan puncak air yang tinggi atau tinggi-kehilangan wilayah berpusat di sekitar 1380 nm. Kebanyakan single-mode serat, pada instalasi baru, gunakan ini flatspectrum serat dengan spektrum yang dapat digunakan dari sekitar 1270-1610 nm. Serat baru memberikan kemampuan untuk memiliki sampai dengan 18 panjang gelombang CWDM pada satu single-mode serat. Kebanyakan video yang sistem serat optik memanfaatkan yang 18 dapat digunakan panjang gelombang. CWDM jauh lebih murah dari yang 42 panjang gelombang mitra, DWDM. Dengan serat optik yang tersedia sampai dengan sistem untuk 8 channel video per panjang gelombang, bila dikombinasikan dengan kemampuan multiplexing CWDM optik, lebih dari

144 saluran video dapat diangkut lebih dari satu serat. Serat plastik yang digunakan pada jarak pendek karena tingginya atenuasi. Daerah tampak cahaya di sekitar 650 nm digunakan lebih dari serat plastik. Redaman optik adalah konstan di semua tingkat bit dan frekuensi modulasi. Para atenuasi dalam meningkatkan kabel tembaga pada bit yang lebih tinggi tarif dan frekuensi modulasi. Dalam kabel tembaga, 100 MHz sinyal akan dilemahkan lebih per kaki dari sinyal 50 MHz. Hal ini mengakibatkan jarak dan bandwidth pembatasan. Dalam kabel serat, 100 Mhz dan 50 Sinyal MHz dilemahkan sama. PENGUJIAN SISTEM, MASALAH, DAN PEMELIHARAAN Ada prosedur sederhana untuk menguji, memecahkan masalah, dan mempertahankan sistem serat optik. Untuk prosedur dasar hanya peralatan murah sederhana diperlukan. Lebih peralatan canggih dapat digunakan untuk maju analisis. Mengukur Optical Power Output optik daya dari pemancar serat optik atau kabel serat dapat diukur dengan sederhana dan murah alat pengukur cahaya. Pengukur cahaya dikalibrasi untuk masing-masing dari tiga optik, jendela-850 1310, dan 1550 nm. Para meter yang tersedia dengan dipertukarkan konektor sehingga sistem dengan konektor serat Jenis dapat diuji. Meter memberikan pembacaan dalam miliwatt atau dBm. Ketika masalah sistem serat optik, yang pertama Langkah ini untuk melihat apakah unit pemancar mengirim optik kekuasaan. Teknisi akan melampirkan meter ke pemancar dengan kabel serat patch. Output optik kekuatan pemancar kemudian dapat dikonfirmasi terhadap datasheet produsen. Jika pemancar berada dalam spesifikasi, langkah selanjutnya adalah melihat apakah cahaya sehingga melalui serat ke sisi penerima. Jika output tingkat cahaya dari pemancar tidak memenuhi spesifikasi, ini menunjukkan sumber dari kemungkinan kegagalan. Setelah menghubungkan kembali pemancar kembali ke serat, meteran optik terhubung ke penerima sisi serat. Mengukur output dari serat akhir serat. Redaman serat teoritis untuk panjang dapat dihitung. Menggunakan attenua-teoritis TABEL 6,10-4 Khas Fiber-Optic Bandwidth Serat Bandwidth-Jarak Produk (MHz km)

Ukuran (pM) Tipe 850 nm nm 1300 1550 nm 9 / 125 SM 2000 + 20.000 + 4000-20,000 50/125 MM 200-800 400-1500 300-1500 62.5/125 100-400 200-1000 150-500 GAMBAR 6,10-11 Single-mode serat kurva atenuasi. (Courtesy Pekerjaan Corning Glass.) BAB 6.10: sistem serat optik TRANSMISI 213 tion serat dan mengurangkan dari pemancar output optik daya, tingkat daya yang harus hadir di akhir serat dekat penerima dapat dihitung. Selama level daya optik pada sisi diterima lebih tinggi dari sensitifitas penerima optik, link fiber harus beroperasi. Jika ada yang rendah atau tidak ada sinyal optik pada akhir serat pada unit penerima sisi, serat mungkin rusak atau telah rusak atau kotor konektor. Bebas serat optik tisu, alkohol isopropil, dan sekaleng udara terkompresi dapat digunakan untuk membersihkan semua konektor optik. Sebuah tes dari sebuah kabel serat-optik dapat dilakukan sebelum untuk pembelian peralatan serat. Jika optik dikalibrasi sumber tidak tersedia, cahaya dikalibrasi genggam sumber-sumber yang tersedia sebagai perangkat pendamping ke optik meteran listrik. Sumber cahaya dapat dikalibrasi melekat pada satu sisi serat optik dan meteran ke ujung lain. Waktu Optical Domain Reflectometer Tes lebih luas dapat dilakukan dengan an optik domain waktu reflectometer (OTDR). OTDR adalah sebuah perangkat canggih yang mengirim cahaya dikalibrasi sumber pada panjang gelombang tertentu ke salah satu ujung serat. Unit ini sangat sensitif dan mengukur tingkat yang sangat rendah cahaya yang dipantulkan kembali melalui serat. OTDR bekerja sangat banyak seperti sonar. Dalam sonar sebuah nada audio memantul dari benda-benda. Ukuran refleksi dan menunda menentukan ukuran dan jarak dari objek. Seperti sinar hilir dari konektor hit OTDR, splices, dan lainnya cacat pada serat, itu mencerminkan jumlah kecil cahaya kembali ke OTDR. Berdasarkan ukuran refleksi dan waktu yang diperlukan untuk refleksi untuk kembali ke OTDR, sistem akan memberikan representasi dikalibrasi

dari redaman dan kelemahan dalam serat optik. Analisis OTDR dapat dilakukan pada berbagai panjang gelombang dengan berbagai skema modulasi. Sebuah OTDR analisis biasanya hanya diperlukan pada sangat serat panjang berjalan dengan patch banyak optik, konektor panel, dan splices. Hal ini lebih mudah untuk memprediksi kerugian optik dan bandwidth pada sebagian besar kabel serat optik berjalan karena akan ada jumlah minimal konektor dan splices. Aplikasi yang paling tidak akan memerlukan OTDR. Pembersihan dan Mempertahankan Konektor Optik Konektor serat optik harus dibersihkan dengan kain-bebas optik tisu, dan 100% murni isopropil alkohol harus digunakan dengan tisu. Kompresi udara juga berguna untuk membersihkan kotoran dan puing-puing dari konektor atau wadah. Ada kaset-jenis perangkat pembersih yang memiliki pita membersihkan advanceable. Ujung konektor serat optik laki-laki biasanya keramik. Sebuah tutup pelindung harus selalu diterapkan ke konektor pada kabel serat serta konektor pada peralatan serat. Hal ini untuk mencegah kerusakan dan kotoran membangun. SERAT-OPTIC SISTEM TRANSMISI Modulasi digital Bit digital adalah unit dasar dari informasi digital. Unit ini memiliki dua nilai: satu atau nol. Bit mewakili setara elektronik dari sirkuit berada di atau mematikan mana nol sama dengan off dan satu sama lain. Satu sedikit informasi terbatas pada dua nilai. Para informasi digital ditransmisikan melalui serabut serial satu bit pada suatu waktu. Sebuah kereta pulsa digital mewakili satu dan nol informasi digital. Kereta pulsa juga dapat menggambarkan tinggi dan tegangan rendah tingkat listrik atau kehadiran dan tidak adanya tegangan. Digital di Industri Televisi dan Video Sebuah sinyal digital dapat berarti hal yang berbeda untuk video dan insinyur sistem TV kabel, menyebabkan banyak kebingungan. Yang paling umum jenis video digital dan audio adalah: video digital terkompresi dan audio Lossless kompresi video digital dan audio Lossy kompresi video digital dan audio Kompleks skema modulasi digital seperti 64 QAM, 256 QAM, 16 VSB, 64 QPSK, dll SONET, ATM, atau standar lainnya dasar telekomunikasi

Serial digital interface (SDI) antarmuka digital definisi tinggi serial (HD-SDI) Digital audio atau AES / EBU Proses digitalisasi video standar NTSC sinyal langsung. Bandwidth khas dari sinyal video adalah 4,5 MHz. Biasanya sample rate empat kali bandwidth video digunakan atau sekitar 18 megasamples per detik. Analog-ke-digital (A / D) converter biasanya memiliki resolusi sampling dari 8, 10, atau 12 bit. Proses ini menghasilkan aliran digital data serial dari sekitar 144-270 Mbps. Sinyal video biasanya dikodekan dalam format digital pada sumber video atau dalam kamera video. Tergantung pada format video digital, video analog akan dikodekan dalam salah satu dari beberapa standar format seperti 4:02:02, 04:01:01 atau 04:02:00. Sementara skema pengkodean ini tidak disebut sebagai kompresi, mereka menghilangkan atau menghapus informasi tertentu untuk mengurangi kebutuhan bandwith sistem. Dalam skema pengkodean di atas, tiga digit mengacu pada tiga komponen umum dari video. Komponen pertama adalah luminance (Y) atau intensitas cahaya dari video sinyal. Yang kedua adalah sinyal warna merah dikurangi pencahayaan (R-Y). Komponen ketiga adalah sinyal warna dari pencahayaan dikurangi biru (B-Y). Ketiga komponen disebut sebagai YUV. Nomor 04:02:02 harus dilakukan dengan fakta bahwa dua kali bandwidth digunakan untuk saluran Y dari dua saluran warna. Teknik ini merupakan bentuk kompresi yang akan dibahas kemudian dalam bab ini. HDTV atau high-definition video membutuhkan laju data 1,485 Gbps untuk satu terkompresi sinyal. BAGIAN 6: TRANSMISI TELEVISI 214 Yang paling efisien sarana transportasi video analog menggunakan konversi analog ke digital. Setelah video dan sinyal audio dikonversi menjadi informasi digital, banyak saluran dapat dikombinasikan menjadi satu kecepatan tinggi aliran data menggunakan TDM. Kecepatan tinggi serial digital aliran data ini kemudian diubah menjadi cahaya melalui laser atau LED. Unit penerima melakukan fungsi reverse. Para sinyal cahaya atau optik yang diterima oleh detektor foto PIN. Sinyal optik diubah kembali menjadi serial data stream. Aliran data demultiplexed menggunakan

TDM. Data digital kemudian diubah kembali ke video dan audio melalui digital-ke-analog (D / A) konverter. Transmisi video digital memiliki banyak keuntungan selama transmisi analog. Sebuah sistem serat optik analog memerlukan linearitas yang tinggi-komponen optik yang mahal dan memerlukan fine tuning dan kompleks kalibrasi prosedur. Setelah sinyal video atau audio sudah didigitalkan, dapat diangkut melalui serat menggunakan komponen digital tersedia telekomunikasi optik baik untuk aplikasi multimode dan single-mode. Sebuah sistem digital memiliki kekebalan lebih tinggi terhadap kebisingan dan karakteristik kinerja yang unggul dibandingkan dengan sistem analog. Sebuah sinyal digital dapat diregenerasi dan mengulangi hampir tanpa batas tanpa sinyal atau degradasi kinerja. Compressed Digital Video Bila kompresi dimasukkan ke dalam transportasi video sistem, pengurangan substansial dalam bandwidth dapat diimplementasikan. Sebuah sinyal komposit digital membutuhkan 144 Mbps dan HD-SDI sinyal membutuhkan 1,485 Gbps. Ketika mempertimbangkan sebuah sistem yang akan mengangkut banyak saluran video digital, sejumlah besar bandwidth yang diperlukan. Sebuah sistem kompresi menghapus informasi yang berlebihan atau berulang-ulang dari digital data stream. Sebuah kompresi atau transmisi skema pengkodean akan mengambil keuntungan dari keterbatasan dalam mata manusia. Mata manusia memiliki sensitivitas rendah atau resolusi untuk detail warna. Banyak kompresi atau skema pengkodean mempertimbangkan hal ini dan kompres atau menghilangkan detail warna tertentu. Ada dua tipe dasar sistem kompresi: lossless dan lossy. Sebuah sistem kompresi lossless tidak tidak menurunkan kualitas video atau audio. Penerima Unit pulih informasi terkompresi asli. Sebuah sistem kompresi lossless ketat menghapus berulang informasi dari data stream. Kebanyakan video yang konten memiliki informasi berulang-ulang dari satu video bingkai ke yang berikutnya. Sebagai contoh, gambar latar belakang tidak dapat berubah dari frame ke frame. Oleh karena itu, ada tidak perlu mengirimkan informasi ini berulang kali. Sayangnya, skema kompresi lossless tidak menawarkan penghematan bandwidth yang signifikan. Sebuah kompresi tingkat tiga sampai empat kali dapat diharapkan. Sebuah skema kompresi lossy dapat mencapai sangat tinggi tingkat kompresi tapi pada biaya gambar atau sinyal kualitas. Sebuah algoritma kompresi lossy menghilangkan detil

dari gambar asli. Setelah informasi telah telah dihapus, tidak dapat direkonstruksi. Ada banyak kompresi dan skema pengkodean yang digunakan dalam Video transportasi. Para 04:02:02, 04:01:01, dan 04:01:00 pengkodean skema disebutkan sebelumnya adalah teknik yang digunakan untuk mengurangi bandwidth. Karena mata manusia memiliki sensitivitas kurang atau kurang resolusi untuk warna, pengkodean ini skema memiliki bandwidth yang kurang untuk informasi warna. Mata manusia memiliki resolusi lebih tinggi horizontal daripada vertikal. Bila mengambil ini ke account, format video yang paling memiliki resolusi horizontal yang lebih tinggi dari resolusi vertikal. QAM Digital Encoding Quadrature amplitude modulation (QAM) adalah luas Teknik modulasi yang digunakan untuk aplikasi transportasi video, khususnya dalam sistem TV kabel digital. Dalam seri skema modulasi digital hanya ada dua informasi menyatakan: 1 dan 0, atau on dan off. Dengan 256 QAM ada 256 negara. Informasi ini dikodekan oleh fase kuadratur 360 derajat yang bervariasi dan amplitudo. Skema modulasi dapat memberikan besar jumlah throughput data dalam jumlah terbatas bandwidth, tetapi rasio signal-to-noise band yang lebih tinggi diperlukan. Gambar 6,10-12 adalah konstelasi fase untuk sinyal 16-QAM. Multiplexing Dalam komunikasi, ada banyak teknik untuk transportasi beberapa sinyal melalui satu transmisi menengah. Teknik ini berlaku untuk serat optik transportasi. Time-division Multiplexing Time-division multiplexing (TDM) adalah sebuah encoding teknik yang menggabungkan data stream menjadi satu GAMBAR 6,10-12 16-QAM konstelasi pengkodean fase. BAB 6.10: sistem serat optik TRANSMISI 215 kecepatan tinggi aliran digital serial dengan menggabungkan masing-masing aliran data pada gilirannya secara waktu dan mengubahnya menjadi aliran data tunggal. Sebagai hasilnya, data tunggal aliran adalah jumlah total data dari aliran akan multiplexing, ditambah beberapa bit overhead untuk mengatur data stream. Untuk menghasilkan aliran data serial dari data paralel sumber, paralel ke serial converter atau serializer mungkin dipekerjakan yang mengambil, misalnya, paralel 8-bit Data kata dan mengubahnya menjadi sinyal digital 1-bit serial.

Jika sistem dengan delapan serializers 150 Mbps yang akan multiplexing bersama-sama dalam sistem TDM, output aliran data serial akan 8 kali 150, atau 1200 Mbps. Optical Multiplexing Teknik multiplexing optik dapat digunakan sebagai tambahan dengan teknik TDM disebutkan di atas. Jika kedua optik dan TDM multiplexing digabungkan, sangat bandwidth besar informasi dapat diangkut oleh satu serat. Wave-Division Multiplexing Gelombang-division multiplexing (WDM) adalah teknik yang mengambil dua atau lebih panjang gelombang atau warna cahaya dan menggabungkan mereka ke salah satu serat. Pada salah satu ujung dua panjang gelombang serat digabungkan, dan kemudian pada ujung lainnya yang dipisahkan. Dasar WDM menggunakan dua panjang gelombang. Pada panjang gelombang 850 nm dan 1310 multimode digunakan. Dalam mode tunggal, 1310 dan 1550 nm digunakan. Dua panjang gelombang dapat melakukan perjalanan di sama arah atau arah yang berlawanan. Kasar Wave-Division Multiplexing Kasar gelombang-division multiplexing (CWDM) memberikan kemampuan untuk menggabungkan sampai dengan 18 panjang gelombang ke salah satu serat. Ke-18 panjang gelombang yang merata spasi 1270-1610 nm 20 nm bertahap. Setiap sumber laser justru disetel dengan panjang gelombang yang diberikan ke dalam 1 nm. Apa membuat teknologi CWDM mungkin adalah suhu ekstrim stabilitas di sumber sinar laser 0-70 C tanpa pendinginan aktif. Laser CWDM relatif murah dan memberikan bandwidth yang sangat tinggi dan terukur. Sebuah sistem bisa awalnya dirancang dan diinstal dengan menggunakan hanya satu panjang gelombang. Pada setiap titik dalam masa depan, sampai dengan 17 panjang gelombang lebih lanjut dapat ditambahkan ke meningkatkan kapasitas sistem. Komponen yang tersedia untuk menyediakan multimode dan single-mode Sistem CWDM. Padat Wave-Division Multiplexing Padat gelombang-division multiplexing (DWDM) mengambil optik bandwidth dan throughput ke tingkat yang lebih tinggi. DWDM memungkinkan hingga 80 panjang gelombang untuk berbagi satu serat. Spektrum DWDM adalah sangat erat spasi rentang sempit. Sistem laser yang kompleks dalam Untuk memberikan akurasi dan stabilitas panjang gelombang yang tepat atas suhu. Jika panjang gelombang laser hanyut, itu akan mengganggu saluran berdekatan. Jarak DWDM khas saluran 0,8 nm. Para spektrum ketat DWDM memungkinkan amplifikasi optik

menggunakan EDFA. Teknologi DWDM adalah mahal dan jarang digunakan dalam aplikasi video. Hal ini jarang terjadi bahwa aplikasi akan memerlukan penggunaan 80 panjang gelombang. Teknologi DWDM biasanya digunakan untuk serat optik sistem dengan panjang kabel serat optik antar benua dan di dasar laut. Teknologi DWDM hanya tersedia untuk single-mode serat. APLIKASI UNTUK VIDEO SERAT-OPTIC ANGKUTAN Ada banyak aplikasi untuk komunikasi serat optik. Setiap aplikasi yang membutuhkan bandwidth tinggi atau komunikasi agak tinggi tingkat cocok untuk serat optik transportasi. Industri televisi dan video adalah aplikasi yang sempurna untuk serat optik transportasi. Televisi analog adalah sinyal bandwidth yang relatif tinggi lebih dari 5 MHz. Televisi digital (khususnya HDTV) memiliki tingkat sedikit lebih dari 1,5 Gbps. Highresolution grafis komputer dapat memiliki bandwidth melebihi 500 MHz. Semua televisi dan video aplikasi yang ideal untuk serat. Siaran televisi Transmisi Seperti disebutkan sebelumnya, produksi televisi dan insinyur siaran selalu mencari yang terbaik teknologi untuk acara media seperti Olimpiade. Dalam pertengahan 1980-an, serat optik transportasi diperkenalkan ke dalam industri televisi. Serat optik yang digunakan dalam semua aspek produksi dan distribusi video dan sinyal audio. Keadaan seni untuk pengangkutan video analog adalah dengan menggunakan 12-bit encoding video digital. Tingkat bit serial digital dapat bervariasi dari sekitar 144-300 Mbps. Dengan diperkenalkannya video digital pada 1990-an, serat optik transportasi terus menikmati pertumbuhan di siaran industri. Digital video dikodekan ke kecepatan data berkisar 144-360 Mbps. Ini agak tinggi tingkat sinyal video hanya bisa berjalan lebih dari tembaga sampai dengan sekitar 300 meter. Transportasi jarak jauh melampaui 300 meter dengan membujuk diperlukan repeater (yang membutuhkan listrik) atau sistem serat optik. Transisi ke 100% DTV / HDTV telah menciptakan perlu untuk mengangkut sinyal dengan bit rate setinggi 1,5 Gbps. HDTV menggunakan antarmuka SDI (HD-SDI), dalam nya bentuk a sli atau terkompresi, adalah 1,485 Gbps. HD-SDI lebih baik dapat mencapai sekitar 150 meter di atas coax. Setelah lagi, serat adalah satu-satunya pilihan untuk mencapai jarak

melampaui 150 meter. Sistem dapat dirancang dengan menggunakan banyak teknologi dijelaskan di atas. Analog dan digital sinyal transportasi dapat dicampur. Waktu-divisi dan optik multiplexing dapat dikombinasikan. Sebuah stasiun siaran televisi biasanya dapat berada di daerah metropolitan kota. Televisi pemancar dan satelit naik dan turun link dapat di puncak gunung jauh di luar kota. Situasi ini adalah aplikasi yang sempurna untuk transportasi serat. Sistem BAGIAN 6: TRANSMISI TELEVISI 216 mungkin memerlukan baik video analog dan video digital sejak stasiun mungkin di tengah konversi dari analog ke siaran digital. Sinyal di kedua arah akan dibutuhkan untuk mendukung downlink video yang satelit. Aplikasi lain yang khas adalah bahwa back-haul feed, di mana banyak saluran video dan audio berbatang bersama-sama lebih dari satu serat. Sistem tersebut dapat menggunakan TDM untuk menggabungkan kelompok delapan saluran video dengan audio ke panjang gelombang tunggal. Multiplexing optik atau CWDM teknologi yang digunakan untuk menggabungkan panjang gelombang dengan kelompok delapan video ke salah satu serat. Teknik gabungan dari TDM dan CWDM menyediakan kapasitas transportasi serat lebih dari 144 saluran video pada satu serat. Resolusi tinggi Grafis dan Transmisi Video Kualitas dan kesetiaan dari sinyal analog lebih panjang jarak sulit untuk mempertahankan lebih dari tembaga. Sebagai sinyal peningkatan laju bandwidth dan bit, menjadi lebih dan lebih sulit untuk sistem untuk transportasi ini bandwidth yang tinggi sinyal bahkan jarak pendek di atas tembaga. Hal ini menjadi sangat jelas ketika bekerja dengan resolusi tinggi video dan grafis. Sebuah komputer-menghasilkan RGB-HV atau sinyal UXGA pada 1.600 1.200 piksel membutuhkan bandwidth yang analog dekat dengan 500 MHz. Jika sinyal digital, membutuhkan transportasi data bit rate dari 3-4 Gbps. Ada banyak tembaga berbasis produk yang akan mengangkut sinyal-sinyal tetapi dengan biaya dalam kualitas kinerja dan video. Gambar 6,10-13 menunjukkan RGB / UXGA khas resolusi tinggi video dan audio serat optik link. Banyak aplikasi saat ini membutuhkan video yang sama atau sinyal grafis untuk ditampilkan pada serangkaian monitor.

Sebuah contoh mungkin sebuah terminal bandara di mana kedatangan dan informasi keberangkatan ditampilkan setiap ft 100 Aplikasi ini memerlukan panjang rantai daisy-unit yang bisa drop dan ulangi sinyal yang sama untuk masing-masing memonitor setiap ft 100 Sistem yang tersedia dengan drop-ulang dan-atau daisy-chain fitur. Seperti ditunjukkan dalam Gambar 6,10-14, salah satu pemancar dapat mengirim sinyal video ke yang pertama penerima. Penerima pertama decode sinyal optik dan menghasilkan output untuk monitor lokal. Para penerima juga mengulangi dan melahirkan kembali sinyal optik untuk mengirim ke penerima berikutnya dalam rantai tersebut. Teknik ini menghemat biaya instalasi dan peralatan. Para alternatif akan menjalankan serat dari masing-masing monitor kembali ke ruang kontrol. Sebaliknya, satu serat dapat makan banyak monitor. Amplifier optik Repeater dan Distribusi Ada aplikasi dalam komunikasi serat optik mana sinyal membutuhkan regenerasi dan replikasi. Fungsi yang diperlukan adalah serupa dengan distribusi penguat atau reclocker sinyal digital. Sebuah pasif splitter dapat digunakan untuk membagi sinyal optik, tetapi masing-masing sinyal secara signifikan lebih lemah setelah perpecahan. Sebuah perangkat disebut repeater penguat optik atau distribusi dapat digunakan untuk mengulang atau meregenerasi sinyal optik yang lemah. Hal ini bermanfaat pada panjang serat optik berjalan di mana serat sinyal mencapai batasnya. Repeater dapat digunakan untuk meregenerasi sinyal untuk distribusi lebih lanjut. Perangkat yang sama dapat digunakan untuk mereplikasi sebuah optik sinyal. Satu sinyal optik dapat direplikasi hingga delapan kali dengan satu perangkat. Berbeda dengan perpecahan pasif yang output optik berkurang, output optik sinyal yang diregenerasi untuk daya optik penuh. Perangkat ini juga dapat digunakan sebagai konverter mode atau remapper panjang gelombang. Perangkat dapat dikonfigurasi dengan input single-mode dan multimode output. Hal ini memberikan kemampuan untuk mengkonversi dari multimode untuk single mode atau dari satu panjang gelombang ke panjang gelombang lain. Para merancang dapat mengkonversi sinyal optik untuk CWDM panjang gelombang. Televisi kabel broadband Transportasi Sinyal televisi kabel broadband secara tradisional diangkut melalui sistem hibrida dari serat dan membujuk. Ratusan sumber video yang dimodulasi ke individu operator dan digabungkan menjadi satu broadband RF sinyal. Sinyal RF dapat memiliki bandwidth frekuensi

dari 48-870 MHz. Ini adalah bandwidth yang besar untuk mengangkut ketat atas coax. Sistem kabel dirancang untuk mengangkut sinyal bandwidth yang tinggi melalui serat untuk setiap komunitas perumahan. Mil terakhir Distribusi ini kemudian dilakukan lebih dari membujuk untuk pengiriman ke setiap rumah. Multiple line amplifier digunakan untuk transportasi sinyal bandwidth yang tinggi selama membujuk mil terakhir. Aplikasi lain adalah di lingkungan kampus seperti perusahaan, universitas, atau pangkalan militer, mana bangunan tersebar di jarak tertentu. Banyak dari fasilitas ini memiliki kabel internal televiGAMBAR 6,10-13 RGB Khas / UXGA resolusi tinggi video dan audio serat optik link. (Foto milik Multidyne Video & Sistem Fiber Optic.) BAB 6.10: sistem serat optik TRANSMISI 217 Sion sistem. Fasilitas ini akan menerima komersial TV kabel sinyal dari provider lokal. Mereka akan strip keluar saluran yang menarik, seperti berita dan pendidikan pemrograman. Mereka kemudian akan menggabungkan saluran dengan pemrograman internal mereka sendiri, seperti sebagai sumber daya manusia dan saluran pelatihan. Saluran kemudian dimodulasi dan digabungkan menjadi satu broadband sinyal RF. Banyak bangunan di kampus mungkin ada beberapa mil jauhnya. Serat optik broadband link dapat digunakan untuk mendapatkan sinyal TV kabel untuk setiap bangunan. Para TV kabel kemudian didistribusikan di setiap gedung melalui elus yang beberapa terakhir 100 ft Broadband Satelit RF dan Transportasi Tautan Ada banyak aplikasi RF broadband untuk serat. Salah satu aplikasi penting adalah uplink satelit dan downlinks. Komersial satelit, untuk panjang gelombang panjang aplikasi, biasanya menggunakan frekuensi menengah (JIKA) sinyal sebagai sarana komunikasi. Para JIKA sinyal biasanya 70 atau 140 MHz. Sinyal memiliki transportasi jarak terbatas atas tembaga coax. Kebisingan tingkat dan sensitivitas sistem satelit akan menderita dengan menggunakan tembaga coax. Bandwidth relatif tinggi dan kebisingan masalah sensitivitas membuat sinyal IF ideal untuk serat transportasi. Konsumen dan perumahan layanan satelit adalah menemukan jalan ke yang lebih dan lebih komersial, perusahaan, dan militer aplikasi. Konsumen peralatan satelit

digunakan dalam banyak aplikasi sebagai sumber informasi dan berita. Sebuah perusahaan besar dapat menggunakan konsumen satelit, bukan kabel untuk berita dan informasi konten. Dalam sebuah bangunan perusahaan atau militer bungker, piring satelit dapat di atap banyak lantai atas kontrol atau ruang konferensi. Lband yang sinyal memiliki bandwidth dari 950-2,150 MHz. Sebuah membujuk berjalan tidak akan mengangkut sinyal L-band satelit sangat jauh. Sebuah hidangan satelit konsumen adalah kecil karena pendek panjang gelombang. Ini biasanya memiliki alat yang disebut rendah kebisingan blok downconverter (LNB). LNB merupakan aktif perangkat yang menerima sinyal satelit dan menerjemahkan dan memperkuat untuk dikirim ke coax ke penerima. LNB membutuhkan tegangan DC, yang biasanya dihasilkan oleh receiver dan dikirim up coax. Jika link serat yang digunakan, tegangan DC harus dihasilkan pada sisi hidangan dari link serat. Ketika merancang sebuah link fiber L-band, sistem harus memberikan kekuatan yang sesuai LNB DC. SERAT-OPTIC ROUTING beralih Hampir setiap siaran dan sistem audio visual saat ini memiliki beberapa jenis routing video dan audio switcher. Switcher memberikan user kemampuan untuk mengendalikan sumber dan tujuan dari video yang diberikan dan sinyal audio. Seperti video lebih dan lebih dan komunikasi bermigrasi dari tembaga ke serat, masuk akal bahwa kebutuhan untuk switcher routing yang optik muncul. Para optik routing switcher adalah konsep baru untuk video GAMBAR 6,10-14 Daisy-rantai atau drop-dan-mengulang transportasi video serat. BAGIAN 6: TRANSMISI TELEVISI 218 pasar, tetapi telah digunakan selama bertahun-tahun dalam bidang telekomunikasi industri. Ini telah digunakan untuk rute dan kontrol lalu lintas telepon. Sebagai industri video dan siaran televisi menjadi lebih dan lebih kompleks dengan puluhan berbeda video dan format encoding, switching optik mulai lebih masuk akal. Dalam aplikasi siaran atau video mungkin ada analog video, video komponen, SDI, dan HD-SDI. Sebuah saklar optik dapat beralih paling sinyal dalam domain optik. Ada dua dasar jenis switching optik. Fotonik Fiber-Optic Switcher Yang pertama adalah switching optik 100% menggunakan 3D microelectromechanical cermin (MEMS) teknologi. Menggunakan

dikontrol secara elektronik cermin untuk rute optik sinyal. Jenis switch input optik, sebuah optik lintas-titik, dan sebuah output optik. Singkatan untuk teknologi ini adalah OOO. Sebuah saklar OOO hanya menyediakan point-to-point switching. Satu masukan tidak dapat multicast untuk output banyak. Cermin tidak dapat menunjuk lebih dari satu output pada suatu waktu. Penggunaan cermin tidak mengijinkan beberapa panjang gelombang dan panjang gelombang di kedua arah. Switch yang tersedia adalah ukuran dari 8 8-256 256. Switching optik murni tersedia untuk aplikasi multimode dan single-mode. Switching optik mendukung baik analog dan digital sinyal optik. Murni switching optik dilakukan dengan menggunakan 3D MEMS array. Cermin kecil yang dibuat dari silikon. Para cermin diposisikan dan dikendalikan dengan elektrostatik biaya. Inti dari saklar optik adalah 1 inci persegi kubus. Kubus ini memiliki sebuah array hingga 256 serat masukan tentang sisi kiri seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6,10-15. Serat masing-masing memiliki lensa yang memfokuskan cahaya ke cermin optik MEMS. Masukan masing-masing memiliki cermin sendiri. Di sisi kanan adalah array serat output. Output masing-masing memiliki cermin MEMS. Koneksi optik dibuat ketika salah satu cermin masukan sejalan dengan salah satu cermin output. Serat optik switching ideal untuk video broadcast, produksi, keamanan, dan aplikasi video lainnya memerlukan transmisi, switching, dan replikasi optik berkualitas tinggi sinyal. Serat optik switcher merevolusi bagaimana video didistribusikan dan dikelola. Hal ini didasarkan pada negara-of-the-art telah terbukti di lapangan fotonik teknologi switching. Sinar laser diaktifkan dalam murni optik format, tanpa konversi listrik, yang memungkinkan untuk mendukung koneksi transparan kompatibel dengan format video atau data termasuk HD terkompresi video pada 1,5 Gbps. Juga, karena switching dilakukan optik, switch menghilangkan degradasi video. Dengan switcher listrik tradisional, listrik-ke-optik (EO) dan optik-ke-listrik (OE) konversi diperlukan bahwa degradasi menyebabkan sinyal dan jitter. Sebuah saklar optik mendukung berbagai macam format dari 19,4 Mbps ATSC melalui 1,5 Gbps HDTV serta seperti NTSC, PAL, SECAM, SMPTE 259M digital seri (SDI) video, broadband analog, L-band, JIKA, dan banyak lebih. Switcher optik akan juga transparan beralih CWDM dan DWDM sinyal. Optical switcher teknologi dapat digunakan di lapangan

untuk mendukung aplikasi yang membutuhkan handal, berkualitas tinggi distribusi video seperti truk produksi ponsel, tempat olahraga, dan fasilitas video profesional; kampus video dan jaringan surveilans; remote video pemantauan; serta pemerintah dan militer. Optik lapisan perlindungan dan beralih toleransi kesalahan dapat dikonfigurasi untuk misi kritis, aplikasi tanpa henti. Switching optik adalah biaya yang efektif untuk setiap aplikasi membutuhkan 32 atau lebih diaktifkan port optik. Ini menghilangkan kebutuhan untuk transceiver video yang mahal untuk mengkonversi sinyal antara format listrik dan optik. Switching sinyal dalam format optik secara substansial dapat mengurangi biaya per port dalam serat optik transportasi biaya peralatan. Electro-Optical Beralih Tipe kedua adalah saklar elektro-optik. Elektrosaklar optik menggunakan pendekatan hibrida. Input optik, salib-titik listrik, dan output adalah optik. Singkatan untuk teknologi ini OEO. Saklar OEO mendukung point-to-multipoint atau multicast switching. Masukan apapun dapat beralih ke setiap output jika diperlukan. Karena sinyal optik diubah untuk listrik, hanya satu panjang gelombang dapat diaktifkan pada suatu waktu. Juga merupakan listrik lintas-satunya titik beroperasi dalam satu arah. Oleh karena itu, hanya satu panjang gelombang dalam satu arah didukung. GAMBAR 6,10-15 MEMS Tiga dimensi optik murni beralih elemen. (Foto disediakan oleh Networks CALIENT.) BAB 6.10: sistem serat optik TRANSMISI 219 MASA DEPAN VIDEO SERAT-OPTIC ANGKUTAN Sistem saat ini dalam pengembangan untuk transportasi tinggi resolusi video pada tingkat bit melebihi 10 Gbps. Sinema digital dan proliferasi dari HDTV televisi akan permintaan serat optik sistem transportasi dengan kemampuan bandwidth tinggi. Serat transportasi untuk rumah lalu lintas video, telepon, dan Internet perlahan menjadi kenyataan di Amerika Utara banyak masyarakat. Ini akan bahan bakar permintaan untuk kecepatan tinggi pengiriman konten dan distribusi di seluruh dunia. Bibliografi Sejarah Singkat Teknologi Fiber Optic, di http://www.fiberoptics. Info / serat-history.htm.

Corning situs web, di http://www.corning.com/. Serat Optik situs, di http://www.wetenhall.com/Physics/ History.html. Goff, David R. Fiber Optic Video Transmisi: Panduan Lengkap, 1 ed. Boston: Focal Press, 2003. Goff, David R. Fiber Optic Panduan Referensi, 3rd ed. Boston: Focal Tekan, 2002. Sejarah Singkat Fiber Optik, di http://www.sff.net/people/ Jeff.Hecht / history.html. Multidyne situs, http://www.multidyne.com. Kabel optik Korporasi situs, di http://www.occfiber.com/. Sterling, Donald J. Panduan Teknisi 'untuk Fiber Optik, 4th ed. Delmar Belajar, 2004. Fiber Optik Komunikasi Handbook, 2nd ed. Blue Ridge Summit, PA: TAB Books, April 1991. New! Click the words above to view alternate translations. Dismiss Google Translate for my:SearchesVideosEmailPhoneChat Bu