Optilise kiu põhistruktuur

Optilise kiu paljas kiud jagunevad tavaliselt kolmeks kihiks: südamik, kattekiht ja kate.

Kiudude südamik ja vooder koosnevad erineva murdumisnäitajaga klaasist, keskel on kõrge murdumisnäitajaga klaassüdamik (germaaniumiga legeeritud ränidioksiid) ja keskel on madala murdumisnäitajaga ränidioksiidklaasist vooder (puhas ränidioksiid). Valgus siseneb kiudu kindla langemisnurga all ning koguemissioon toimub kiu ja katte vahel (kuna katte murdumisnäitaja on südamikust veidi madalam), nii et see võib kius levida.

Katte põhiülesanne on kaitsta optilist kiudu väliste kahjustuste eest, suurendades samal ajal optilise kiu paindlikkust. Nagu varem mainitud, on südamik ja vooder valmistatud klaasist ning neid ei saa painutada ega habras. Kattekihi kasutamine kaitseb ja pikendab kiu eluiga.

Mittepaljale kiule lisatakse väliskesta kiht. Erinevat värvi väliskest saab lisaks selle kaitsmisele kasutada ka erinevate optiliste kiudude eristamiseks.

Optiline kiud jagatakse vastavalt edastusrežiimile ühemoodilisteks kiududeks (Single Mode Fiber) ja mitmemoodilisteks kiududeks (Multi Mode Fiber). Valgus siseneb kiudu kindla langemisnurga all ning täielik emissioon toimub kiu ja katte vahel. Kui läbimõõt on väike, lastakse läbi ainult ühesuunaline valgus, see tähendab ühemoodiline kiud; kui kiu läbimõõt on suur, võib valgust lubada. Sisestage ja levitage mitme langemisnurga all, seekord nimetatakse seda mitmemoodiliseks kiuks.

Optiliste kiudude ülekandeomadused

Optilisel kiul on kaks peamist ülekandeomadust: kadu ja dispersioon. Optilise kiu kadu viitab sumbumisele optilise kiu pikkuseühiku kohta dB/km. Kiudoptiliste kadude tase mõjutab otseselt kiudoptilise sidesüsteemi edastuskaugust või releejaamade vahelist kaugust. Kiudude dispersioon viitab sellele, et kiudude poolt edastatavat signaali kannavad erinevad sageduskomponendid ja erinevad režiimikomponendid ning erinevate sageduskomponentide ja erinevate režiimikomponentide edastuskiirused on erinevad, mis toob kaasa signaali moonutamise.

Kiuddispersioon jaguneb materjali dispersiooniks, lainejuhi dispersiooniks ja modaalseks dispersiooniks. Esimesed kaks hajumise tüüpi on põhjustatud sellest, et signaal ei ole üks sagedus, ja viimast tüüpi dispersioon on põhjustatud sellest, et signaal ei ole ühemoodiline. Signaal ei ole ühes režiimis põhjustab režiimi hajumist.

Ühemoodilisel kiul on ainult üks põhirežiim, seega on ainult materjali hajutamine ja lainejuhi dispersioon ning modaalset dispersiooni pole. Mitmemoodilisel kiul on režiimidevaheline dispersioon. Optilise kiu dispersioon ei mõjuta mitte ainult optilise kiu edastusvõimet, vaid piirab ka optilise kiu sidesüsteemi relee kaugust.

Ühemoodiline kiud

Ühemoodiline kiud (Single Mode Fiber), valgus siseneb kiudu kindla langemisnurga all ja täielik emissioon toimub kiu ja katte vahel. Diameetri lühendamisel lastakse läbi ainult ühesuunaline valgus, see tähendab ühemoodiline kiud; Režiimikiu keskne klaassüdamik on väga õhuke, südamiku läbimõõt on üldiselt 8,5 või 9,5 μm ja see töötab lainepikkustel 1310 ja 1550 nm.

Mitmemoodiline kiud

Mitmemoodiline kiud (Mitme režiimiga kiud) on kiud, mis võimaldab edastada mitut juhitud režiimi. Mitmemoodilise kiu südamiku läbimõõt on tavaliselt 50 μm/62,5 μm. Kuna mitmemoodilise kiu südamiku läbimõõt on suhteliselt suur, võib see võimaldada ühel kiul erinevaid valgusviise. Multirežiimi standardsed lainepikkused on vastavalt 850 nm ja 1300 nm. Samuti on uus mitmemoodilise kiu standard nimega WBMMF (Wideband Multimode Fiber), mis kasutab lainepikkusi vahemikus 850 nm kuni 953 nm.

Nii ühemoodilise kui ka mitmemoodilise kiu katte läbimõõt on 125 μm.

Ühemoodiline kiud või mitmemoodiline?

Edastuskaugus

Ühemoodilise kiu väiksem läbimõõt muudab peegelduse tihedamaks, võimaldades ainult ühel valgusrežiimil liikuda, nii et optiline signaal võib liikuda kaugemale. Kui valgus läbib südamikku, väheneb valguse peegelduste hulk, mis vähendab sumbumist ja põhjustab signaali edasist levikut. Kuna sellel puudub režiimidevaheline või väike režiimidevaheline dispersioon, suudab ühemoodiline kiud edastada 40 kilomeetrit või rohkem, ilma et see mõjutaks signaali. Seetõttu kasutatakse ühemoodilist kiudopti tavaliselt kaug-andmeedastuseks ning seda kasutatakse laialdaselt telekommunikatsiooniettevõtetes ja kaabeltelevisiooni pakkujates ning ülikoolides jne.

Mitmemoodilisel kiul on suurema läbimõõduga südamik ja see suudab valgust edastada mitmes režiimis. Mitmerežiimilise edastuse korral on suurema südamiku suuruse tõttu režiimidevaheline dispersioon suurem, see tähendab, et optiline signaal "levib" kiiremini. Signaali kvaliteet halveneb kaugedastuse ajal, nii et mitmerežiimilist kiudopti kasutatakse tavaliselt lühimaa-, heli-/videorakenduste ja kohtvõrkude (LAN-ide) jaoks ning OM3/OM4/OM5 mitmerežiimilist kiudkaablit saab toetada kõrgel tasemel. - andmeedastuse kiirus.

Ribalaius, läbilaskevõime

Ribalaiust määratletakse kui võimet edastada teavet. Peamiseks teguriks, mis mõjutab optilise kiu ülekanderiba laiust, on erinevad dispersioonid, millest kõige olulisem on modaalne dispersioon. Ühemoodilise kiu dispersioon on väike, nii et see suudab valgust laias sagedusalas pika vahemaa jooksul edastada. Kuna mitmemoodiline kiud tekitab häireid, häireid ja muid keerulisi probleeme, ei ole see ribalaiuse ja võimsuse poolest sama hea kui ühemoodiline kiud. Viimase põlvkonna mitmemoodilise kiu ribalaius OM5 on seatud 28000 MHz/km peale, samas kui ühemoodilise kiu ribalaius on palju suurem.