Основната структура на оптичното влакно

Голото влакно от оптично влакно обикновено се разделя на три слоя: сърцевина, облицовка и покритие.

Сърцевината и обвивката на влакното са съставени от стъкло с различни индекси на пречупване, центърът е стъклена сърцевина с висок индекс на пречупване (силициев диоксид с добавка на германий), а средата е облицовка от силициево стъкло с нисък индекс на пречупване (чист силициев диоксид). Светлината навлиза във влакното под определен ъгъл на падане и общото излъчване възниква между влакното и обвивката (тъй като индексът на пречупване на обвивката е малко по-нисък от сърцевината), така че може да се разпространява във влакното.

Основната функция на покритието е да предпазва оптичното влакно от външни повреди, като същевременно увеличава гъвкавостта на оптичното влакно. Както споменахме по-рано, сърцевината и облицовката са направени от стъкло и не могат да бъдат огънати и чупливи. Използването на покривния слой предпазва и удължава живота на влакното.

Към неоголеното влакно се добавя слой от външна обвивка. В допълнение към защитата, външната обвивка в различни цветове може да се използва и за разграничаване на различни оптични влакна.

Оптичните влакна са разделени на едномодови влакна (Single Mode Fiber) и многомодови влакна (Multi Mode Fiber) според режима на предаване. Светлината навлиза във влакното под определен ъгъл на падане и пълното излъчване възниква между влакното и обвивката. Когато диаметърът е малък, само една посока на светлината може да премине, тоест едномодово влакно; когато диаметърът на влакното е голям, светлината може да бъде разрешена. Инжектирайте и разпространявайте при множество ъгли на падане, този път се нарича многомодово влакно.

Характеристики на предаване на оптични влакна

Оптичното влакно има две основни характеристики на предаване: загуба и дисперсия. Загубата на оптично влакно се отнася до затихването на единица дължина на оптичното влакно в dB/km. Нивото на загуба на оптични влакна пряко влияе върху разстоянието на предаване на комуникационната система с оптични влакна или разстоянието между релейните станции. Дисперсията на влакното се отнася до факта, че сигналът, предаван от влакното, се носи от различни честотни компоненти и различни компоненти на режима, а скоростите на предаване на различните честотни компоненти и различни компоненти на режима са различни, което води до изкривяване на сигнала.

Дисперсията на влакната се разделя на дисперсия на материала, дисперсия на вълновод и модална дисперсия. Първите два вида дисперсия се причиняват от това, че сигналът не е една честота, а последният вид дисперсия се причинява от това, че сигналът не е единичен режим. Сигналът не е единичен режим, който ще причини дисперсия на режима.

Едномодовото влакно има само един основен режим, така че има само материална дисперсия и вълноводна дисперсия и няма модална дисперсия. Многомодовото влакно има междумодова дисперсия. Дисперсията на оптичното влакно не само влияе върху капацитета на предаване на оптичното влакно, но също така ограничава разстоянието на релето на комуникационната система с оптични влакна.

Едномодово влакно

Едномодово влакно (едномодово влакно), светлината навлиза във влакното под определен ъгъл на падане и пълното излъчване възниква между влакното и обвивката. Когато диаметърът е скъсен, само една посока на светлината може да премине, тоест едномодово влакно; Централната стъклена сърцевина на модовото влакно е много тънка, диаметърът на сърцевината обикновено е 8,5 или 9,5 μm и работи при дължини на вълните 1310 и 1550 nm.

Многомодово влакно

Многомодово влакно (Многомодово влакно) е влакно, което позволява многократно направлявано предаване в режим. Диаметърът на сърцевината на многомодовото влакно обикновено е 50 μm/62,5 μm. Тъй като диаметърът на сърцевината на многомодовото влакно е относително голям, той може да позволи различни режими на светлина да се предават по едно влакно. Стандартните дължини на вълните на мултимода са съответно 850nm и 1300nm. Съществува и нов стандарт за многомодово влакно, наречен WBMMF (широколентово многомодово влакно), което използва дължини на вълните между 850 nm и 953 nm.

Както едномодовите, така и многомодовите влакна имат диаметър на обвивката от 125 μm.

Едномодово влакно или многомодово влакно?

Разстояние на предаване

По-малкият диаметър на едномодовото влакно прави отражението по-плътно, позволявайки само един вид светлина да се движи, така че оптичният сигнал да може да се движи по-далеч. Тъй като светлината преминава през сърцевината, количеството на светлинните отражения намалява, намалявайки затихването и предизвиквайки по-нататъшно разпространение на сигнала. Тъй като няма междумодова дисперсия или малка междумодова дисперсия, едномодовото влакно може да предава 40 километра или повече, без да повлияе на сигнала. Следователно едномодовото влакно обикновено се използва за предаване на данни на дълги разстояния и се използва широко в телекомуникационни компании и доставчици на кабелна телевизия и университети и др.

Многомодовото влакно има сърцевина с по-голям диаметър и може да предава светлина в множество режими. При многорежимно предаване, поради по-големия размер на ядрото, междурежимната дисперсия е по-голяма, тоест оптичният сигнал се „разпространява“ по-бързо. Качеството на сигнала ще бъде намалено по време на предаване на дълги разстояния, така че многомодовото влакно обикновено се използва за къси разстояния, аудио/видео приложения и локални мрежи (LAN), а OM3/OM4/OM5 многомодовото влакно може да поддържа високи - скорост на предаване на данни.

Широчина на честотната лента, капацитет

Ширината на честотната лента се определя като способността за пренасяне на информация. Основният фактор, който влияе върху ширината на лентата за предаване на оптични влакна, са различните дисперсии, от които модалната дисперсия е най-важната. Дисперсията на едномодовото влакно е малка, така че може да предава светлина в широка честотна лента на голямо разстояние. Тъй като многомодовото влакно ще създаде смущения, смущения и други сложни проблеми, то не е толкова добро, колкото едномодовото влакно по отношение на честотната лента и капацитета. Най-новото поколение честотна лента на многомодовото влакно OM5 е настроено на 28000MHz/km, докато честотната лента на едномодовото влакно е много по-голяма.