Tại sao ống dẫn sóng hình chữ nhật không được sử dụng để truyền liên thành phố?

Ống dẫn sóng có thể truyền công suất rất cao, cách ly tín hiệu khỏi các tạp âm và nhiễu bên ngoài. Bên cạnh đó, ống dẫn sóng có tổn thất rất thấp. Những khả năng này làm cho chúng trở thành một ứng cử viên thú vị để truyền tín hiệu giữa hai thành phố. Tại sao ống dẫn sóng hình chữ nhật không được sử dụng để truyền liên thành phố?

Tôi đoán có thể là do các ống dẫn sóng hình chữ nhật có băng thông hẹp, và do đó cần phải sử dụng nhiều trong số chúng để truyền tín hiệu là không thực tế. Tôi có đúng không

Môi trường bên trong ống dẫn sóng bị chiếm dụng bởi khí. Nó có thể là chân không, thậm chí có thể mất ít hơn. Tuy nhiên, những gì không nên có trong đó là nước. Đó là gần như không thể ngăn không cho nước trong dặm và 10 của ngàn khớp cần thiết cho ống dẫn sóng.

Các ống dẫn sóng quang, tức là sợi, là chất rắn, và do đó ngăn chặn sự xâm nhập của nước ngay lập tức, và phần nào trên cơ sở lâu dài là tốt. Được cấp, sợi thủy tinh và áo khoác của nó S W hấp thụ lượng nước 'siêu nhỏ', gây tổn thất cao. Nhưng nó mất một lúc và dễ dàng ngăn chặn với một lượng vật liệu rất nhỏ trên mỗi khớp. Nó cũng có hiệu quả cao niêm phong.

Liên kết cáp quang dưới biển là tuyệt vời. Thường thì một bộ khuếch đại sợi quang, được làm bằng sợi, được lắp đặt theo chuỗi. Năng lượng cho laser sợi quang là laser KHÁC bắn khắp các lục địa khác. Sử dụng các bộ tách và tổ hợp, một lượng nhỏ laser công suất tần số LOWER (bước sóng dài hơn) được gửi qua một mảnh sợi pha tạp đặc biệt, giữ cho các nguyên tử dopant ở trạng thái kích thích. Khi laser tín hiệu xung kết hợp trong sợi khuếch đại laser, nó kích hoạt năng lượng laster bổ sung từ các nguyên tử được loại bỏ trong bộ khuếch đại và tốt, quá trình khuếch đại xảy ra :-)

Một phần khác của câu đố được gọi là phân tán thời gian. Không phải tất cả các photon đều có cùng một đường dẫn trong sợi quang. Một số ôm và bật ra khỏi các bức tường, một số đi xuống trung tâm. Vì vậy, không phải tất cả đều đến cùng một lúc, vì đã đi theo chiều dài đường kính khác nhau. Điều này làm cho biên độ của năng lượng được cung cấp bởi các photon bị lan ra, dạng sóng KHÔNG ngay lập tức nhảy lên biên độ đầy đủ. Điều này giới hạn băng thông càng dài sợi.

Các nhà vật lý và kỹ sư quang học khéo léo đã tìm ra liệu sợi được chế tạo ở nơi đèn chiếu ở trung tâm chậm hơn so với ở bức tường bên ngoài bằng sợi thủy tinh, rằng tất cả các photon đều có thể được điều chỉnh kịp thời khi thoát khỏi 'sợi điều chỉnh' này. Vì họ đã thực hiện thay đổi đáng kể về tốc độ, nên chỉ cần một lượng nhỏ sợi mỗi km hoặc lâu hơn để thực hiện chỉnh sửa.

NGAY BÂY GIỜ, tất cả những thứ này được tích hợp vào một cụm cáp, bịt kín và thả xuống đại dương. Việc lắp ráp được thực hiện trên một con tàu trên biển khi họ thả nó, hoặc trong một chiếc xe tải ở bên rãnh trên đất liền. Tôi đã xem một số trong số đó đang được thực hiện trên đất liền. Kinh ngạc. Phần tuyệt vời nhất là, không có điện hoặc điện tử trong toàn bộ dây cáp cho THOUSANDS OF MILES. Tất cả các sự tái cấu trúc và dạng sóng định hình lại xảy ra về mặt quang học như được mô tả ở trên. Tôi quên đề cập rằng vì laser công suất có bước sóng thấp hơn và sóng liên tục, nên nó có tổn thất rất thấp trong sợi quang và có thể đi đến ít nhất là điểm giữa chừng. Sau đó, họ có thể tiêm laser năng lượng từ lục địa KHÁC đến điểm giữa để khuếch đại các tín hiệu trên quãng đường còn lại đến lục địa mục tiêu.

Không có gì trong số này có thể trong miền RF. Và như những người khác đã nói, các bandwith là điên rồ. Ngày nay, họ có thể thêm các kênh thông qua: phân biệt đối xử wavlength, phân biệt đối xử phân cực, xoay quang dọc theo trục trung tâm và ánh sáng được xoắn theo hình xoắn ốc theo hình xoắn ốc xuống sợi. Khá nhiều người khác đang được cố gắng. Vì vậy, băng thông sợi sẽ tiếp tục tăng trong một thời gian, sử dụng các sợi đã được cài đặt!

Ống dẫn sóng trong vài dặm sẽ là cực kỳ tốn kém và không ổn định. Làm thế nào bạn sẽ giữ lên dặm ống chính xác gia công đắt tiền? Nó sẽ chùng xuống dưới sức nặng của chính nó. Thay đổi nhiệt độ sẽ làm cho nó khó khăn để thiết kế. Có nhu cầu về nguyên liệu thô trên mỗi dặm để tạo ra các ống dẫn sóng như vậy và bảo trì mỗi dặm mỗi năm.

Không khí mở chi phí 0 dặm trên mỗi dặm và không cần bảo trì giữa các điểm cuối trừ việc cắt tỉa cây thường xuyên, vì vậy bức xạ EM chiến thắng trong cuộc thi kinh tế. Tất cả các chi phí đều dành cho thiết kế và chế tạo ăng-ten, bao gồm các ống dẫn sóng ngắn, ở mỗi điểm cuối, không phải là số lượng lớn vật liệu giữa các điểm. Điều đó có quy mô tốt hơn khi xây dựng một mạng lưới quy mô quốc gia.

Các ống dẫn sóng thực sự được sử dụng trong một thời gian ngắn, Hệ thống Bell đã phát triển một mạng lưới dựa trên các ống dẫn sóng ngầm tròn và thậm chí còn xây dựng một nhà máy thí điểm.

Dưới đây là một cuốn sách nhỏ http://long-lines.net/tech-equip/radio/we-waveguide/WEWP-1.html và một bài viết https://archive.org/details/bstj43-4-1783

Một phần là do khoản đầu tư này, họ đã chậm trễ vài năm khi chuyển sang ống dẫn sóng quang, rẻ hơn nhiều và có băng thông cao hơn nhiều.

Rất nhiều chi tiết kỹ thuật có thể được tìm thấy trong cuốn sách "Lịch sử kỹ thuật và khoa học trong hệ thống chuông: Công nghệ truyền dẫn (1925-1975)", một tài khoản phổ biến trong "Nhà máy ý tưởng" của Gertner. Cả hai đều là những cuốn sách tuyệt vời.

Có nhiều lý do tại sao điều này không bao giờ được thực hiện:

Mạnh mẽ

Ưu điểm chính của việc sử dụng RF là bạn có thể truyền nó qua không gian tương đối mạnh mẽ. Đặt nó trong ống dẫn sóng sẽ mất lợi thế này.

Các ống dẫn sóng được làm từ kim loại và xây dựng các ống dẫn sóng chính xác, rất dài và sau đó lắp đặt chúng trên mặt đất hoặc treo chúng trên các cột cực kỳ tốn kém. Trên hết, RF nói chung (trong ống dẫn sóng hoặc trong không gian trống) ít nhiều bị giới hạn ở dưới 100 GHz băng thông.

Giá cả

Mặt khác, cáp quang chỉ là thủy tinh và do đó khá rẻ. Sợi quang cũng là một trong những vật liệu tổn thất thấp nhất xung quanh - sợi quang truyền dẫn tốt có thể có tổn thất khoảng 0,2 dB mỗi km. Có, bạn chỉ mất 20 dB khi bạn đi qua 100 km sợi và rất dễ dàng để tăng cường sao lưu với các bộ khuếch đại sợi đều đặn.

Băng thông

Sợi cũng cung cấp một băng thông hoàn toàn lớn và nó miễn nhiễm với nhiễu EM bên ngoài. Thật tầm thường (mặc dù không quá rẻ) để đặt 100 tín hiệu trở lên thông qua một sợi quang trên các trung tâm 100 GHz hoặc 50 GHz và di chuyển nhiều Tbps.

Thậm chí có thể điều chỉnh RF tương tự lên ánh sáng laser (với băng thông vài GHz) và truyền tín hiệu xuống sợi quang, thậm chí có thể song song với nhiều kênh này. Đây được gọi là RF qua cáp quang và đôi khi nó được sử dụng cho những việc như kết nối các trạm phát sóng với các máy phát.

Băng thông qua một sợi hoàn toàn rất lớn vì tần số trung tâm nằm trong 100 giây của THz. RF không nhận được bất cứ nơi nào gần đó.

Thử nghiệm BT Trunked Waveguide là một nỗ lực để sử dụng ống dẫn sóng công suất cao (300.000 cuộc gọi thoại) trên các tuyến đường trục điện thoại - đó là công nghệ tiên tiến nhất thời đó. Các ống dẫn sóng thực sự là hình tròn, dây đồng được kéo trên một trục để tạo ra một ống. Nó có thể dễ chế tạo hơn ống dẫn sóng hình chữ nhật nhưng vẫn đắt tiền - đồng, đắt tiền để lắp đặt - đào rãnh gần các đường thẳng và tốn kém để duy trì - giữ cho nó được điều áp để tránh ẩm, (một lý do khác là mặt cắt hình chữ nhật không được ưa thích), v.v.

Sau đó, sợi quang xuất hiện và làm cho ống dẫn sóng trung kế trở nên dư thừa. Đồng được lắp đặt rất có giá trị về mặt kinh tế để tách ống dẫn sóng dùng thử để lấy phế liệu.

Thêm ở đây trong Lịch sử ngắn về truyền dẫn viễn thông ở Anh : Trang37

Tôi đến BT Research Labs vài năm sau khi dự án này bị hủy bỏ. Nó vẫn được nói đến như là bằng chứng về lý do tại sao bạn phải đầu tư vào nghiên cứu các công nghệ khác nhau ... một trong số chúng có thể khiến mọi thứ khác trở nên lỗi thời.