Асноўная структура аптычнага валакна

Аголенае валакно аптычнага валакна звычайна дзеліцца на тры пласта: асяродак, абалонка і пакрыццё.

Сядро валакна і абалонка складаюцца са шкла з рознымі паказчыкамі праламлення, у цэнтры знаходзіцца стрыжань са шкла з высокім паказчыкам праламлення (дыксід крэмнія, дапаваны германіем), а ў цэнтры - абалонка з крэмневага шкла з нізкім паказчыкам праламлення (чысты дыяксід крэмнія). Святло трапляе ў валакно пад пэўным вуглом падзення, і поўнае выпраменьванне адбываецца паміж валакном і абалонкай (паколькі паказчык праламлення абалонкі крыху ніжэйшы, чым у стрыжня), таму яно можа распаўсюджвацца ў валакне.

Асноўная функцыя пакрыцця - абараняць аптычнае валакно ад знешніх пашкоджанняў, павялічваючы пры гэтым гнуткасць аптычнага валакна. Як згадвалася раней, стрыжань і ашалёўка зроблены са шкла і не могуць быць сагнутымі і далікатнымі. Выкарыстанне пласта пакрыцця абараняе і падаўжае тэрмін службы валакна.

Да няголага валакна дадаецца пласт вонкавай абалонкі. Акрамя абароны, вонкавая абалонка розных колераў таксама можа выкарыстоўвацца для адрознення розных аптычных валокнаў.

Аптычнае валакно дзеліцца на аднамодавае валакно (Single Mode Fiber) і шматмодавае валакно (Multi Mode Fiber) у залежнасці ад рэжыму перадачы. Святло трапляе ў валакно пад пэўным вуглом падзення, і поўнае выпраменьванне адбываецца паміж валакном і абалонкай. Калі дыяметр невялікі, толькі адзін кірунак святла дазваляецца праходзіць праз, гэта значыць, одномодовое валакно; калі дыяметр валакна вялікі, святло можа быць дазволена. Ін'екцыя і распаўсюджванне пад некалькімі кутамі падзення, на гэты раз гэта называецца шматмодавае валакно.

Характарыстыкі перадачы аптычнага валакна

Аптычнае валакно мае дзве асноўныя характарыстыкі перадачы: страты і дысперсію. Страты ў аптычным валакне адносяцца да згасання на адзінку даўжыні аптычнага валакна ў дБ/км. Узровень страт аптычнага валакна непасрэдна ўплывае на адлегласць перадачы валаконна-аптычнай сістэмы сувязі або адлегласць паміж рэлейнымі станцыямі. Дысперсія валакна адносіцца да таго факту, што сігнал, які перадаецца па валакну, пераносіцца рознымі частотнымі кампанентамі і кампанентамі розных рэжымаў, а хуткасці перадачы розных частотных кампанентаў і кампанентаў розных рэжымаў адрозніваюцца, што прыводзіць да скажэння сігналу.

Валакновая дысперсія дзеліцца на матэрыяльную дысперсію, хвалеводную дысперсію і мадальную дысперсію. Першыя два віды дысперсіі выкліканы тым, што сігнал не з'яўляецца адной частатой, а апошні тып дысперсіі выкліканы тым, што сігнал не з'яўляецца адной модай. Сігнал не адзін рэжым будзе выклікаць дысперсію рэжыму.

У одномодовом валакне ёсць толькі адна асноўная мода, таму існуе толькі матэрыяльная дысперсія і хваляводная дысперсія, а мадальнай дысперсіі няма. Шматмодавае валакно мае межмодовую дысперсію. Дысперсія аптычнага валакна не толькі ўплывае на здольнасць перадачы аптычнага валакна, але і абмяжоўвае адлегласць рэтрансляцыі валаконна-аптычнай сістэмы сувязі.

Аднамодавае валакно

Аднамодавае валакно (Single Mode Fiber), святло трапляе ў валакно пад пэўным вуглом падзення, і поўнае выпраменьванне адбываецца паміж валакном і абалонкай. Калі дыяметр скарачаецца, толькі адзін кірунак святла дазваляецца праходзіць, гэта значыць, одномодовое валакно; Цэнтральны шкляны стрыжань модавага валакна вельмі тонкі, дыяметр стрыжня звычайна складае 8,5 або 9,5 мкм, і яно працуе на даўжынях хваль 1310 і 1550 нм.

Шматмодавае валакно

Шматмодавае валакно (Шматмодавае валакно) - гэта валакно, якое дазваляе перадаваць у некалькіх кіраваных рэжымах. Дыяметр стрыжня шматмодавага валакна звычайна складае 50 мкм/62,5 мкм. Паколькі дыяметр стрыжня шматмодавага валакна адносна вялікі, гэта можа дазволіць розныя рэжымы святла, якія перадаюцца па адным валакне. Стандартныя даўжыні хваль шматмодавага - 850 нм і 1300 нм адпаведна. Існуе таксама новы стандарт шматмодавага валакна пад назвай WBMMF (шырокапалоснае шматмодавае валакно), якое выкарыстоўвае даўжыні хваль ад 850 нм да 953 нм.

І аднамодавае, і шматмодавае валакно маюць дыяметр абалонкі 125 мкм.

Аднамодавае або шматмодавае валакно?

Далёкасць перадачы

Меншы дыяметр одномодового валакна робіць адлюстраванне больш шчыльным, дазваляючы рухацца толькі адной моде святла, так што аптычны сігнал можа распаўсюджвацца далей. Калі святло праходзіць праз стрыжань, колькасць адлюстраванняў святла памяншаецца, памяншаючы згасанне і выклікаючы далейшае распаўсюджванне сігналу. Паколькі ў яго няма міжмодавай дысперсіі або невялікая міжмодавая дысперсія, одномодовое валакно можа перадаваць 40 кіламетраў і больш без уплыву на сігнал. Такім чынам, аднамодавае валакно звычайна выкарыстоўваецца для перадачы даных на вялікія адлегласці і шырока выкарыстоўваецца ў тэлекамунікацыйных кампаніях і правайдэрах кабельнага тэлебачання, універсітэтах і г.д.

Шматмодавае валакно мае стрыжань большага дыяметра і можа прапускаць святло ў некалькіх рэжымах. Пры шматмодавай перадачы з-за большага памеру ядра міжмодавая дысперсія большая, гэта значыць аптычны сігнал «распаўсюджваецца» хутчэй. Якасць сігналу будзе зніжана падчас перадачы на ​​вялікія адлегласці, таму шматмодавае валакно звычайна выкарыстоўваецца для аўдыё/відэапрыкладанняў і лакальных сетак (LAN), а шматмодавае валакно OM3/OM4/OM5 можа падтрымліваць высокую - хуткасць перадачы дадзеных.

Прапускная здольнасць, ёмістасць

Прапускная здольнасць вызначаецца як здольнасць пераносіць інфармацыю. Асноўным фактарам, які ўплывае на шырыню паласы прапускання аптычнага валакна, з'яўляюцца розныя дысперсіі, з якіх найбольш важнай з'яўляецца мадальная дысперсія. Дысперсія одномодового валакна малая, таму яно можа прапускаць святло ў шырокай паласе частот на вялікія адлегласці. Паколькі шматмодавае валакно будзе ствараць перашкоды, перашкоды і іншыя складаныя праблемы, яно не так добра, як аднамодавае валакно па прапускной здольнасці і ёмістасці. Прапускная здольнасць шматмодавага валакна OM5 апошняга пакалення ўстаноўлена на 28000 МГц/км, у той час як прапускная здольнасць одномодового валакна значна большая.