Օպտիկական մանրաթելերի հիմնական կառուցվածքը
Օպտիկական մանրաթելերի մերկ մանրաթելը սովորաբար բաժանվում է երեք շերտերի` միջուկ, ծածկույթ և ծածկույթ:
Օպտիկամանրաթելային միջուկը և երեսպատումը կազմված են տարբեր բեկման ինդեքսներով ապակուց, կենտրոնը բարձր բեկման ինդեքսով ապակյա միջուկ է (գերմանիումով ներծծված սիլիցիում), իսկ միջինը՝ ցածր բեկման ինդեքսով սիլիցիումի ապակի ծածկույթ (մաքուր սիլիցիում): Լույսը մանրաթելի մեջ մտնում է անկման որոշակի անկյան տակ, և ընդհանուր արտանետումը տեղի է ունենում մանրաթելի և ծածկույթի միջև (քանի որ ծածկույթի բեկման ինդեքսը մի փոքր ցածր է միջուկից), ուստի այն կարող է տարածվել մանրաթելի մեջ:
Ծածկույթի հիմնական գործառույթը օպտիկական մանրաթելն արտաքին վնասներից պաշտպանելն է՝ միաժամանակ ավելացնելով օպտիկական մանրաթելերի ճկունությունը: Ինչպես նշվեց ավելի վաղ, միջուկը և երեսպատումը պատրաստված են ապակուց և չեն կարող թեքվել և փխրուն: Ծածկույթի շերտի օգտագործումը պաշտպանում և երկարացնում է մանրաթելի կյանքը:
Ոչ մերկ մանրաթելին ավելացվում է արտաքին պատյան: Բացի այն պաշտպանելուց, տարբեր գույների արտաքին պատյանը կարող է օգտագործվել նաև տարբեր օպտիկական մանրաթելեր տարբերելու համար։
Ըստ փոխանցման ռեժիմի, օպտիկական մանրաթելը բաժանվում է մեկ ռեժիմի մանրաթելերի (Single Mode Fiber) և բազմաֆունկցիոնալ մանրաթելերի (Multi Mode Fiber): Լույսը մանրաթել է մտնում անկման որոշակի անկյան տակ, և լրիվ արտանետումը տեղի է ունենում մանրաթելի և ծածկույթի միջև: Երբ տրամագիծը փոքր է, լույսի միայն մեկ ուղղություն է թույլատրվում անցնել, այսինքն՝ մեկ ռեժիմով մանրաթել; երբ մանրաթելի տրամագիծը մեծ է, լույսը կարող է թույլատրվել: Ներարկեք և տարածեք մի քանի անկյան անկյուններով, այս անգամ այն կոչվում է բազմամոդալ մանրաթել:
Օպտիկամանրաթելային փոխանցման բնութագրերը
Օպտիկական մանրաթելն ունի փոխանցման երկու հիմնական հատկանիշ՝ կորուստ և ցրում: Օպտիկական մանրաթելի կորուստը վերաբերում է օպտիկական մանրաթելի երկարության միավորի թուլացմանը՝ դԲ/կմ-ով: Օպտիկական մանրաթելերի կորստի մակարդակը ուղղակիորեն ազդում է օպտիկամանրաթելային կապի համակարգի փոխանցման հեռավորության կամ ռելե կայանների միջև հեռավորության վրա: Օպտիկամանրաթելային ցրումը վերաբերում է այն փաստին, որ մանրաթելի կողմից փոխանցվող ազդանշանը փոխանցվում է տարբեր հաճախականության բաղադրիչներով և ռեժիմի տարբեր բաղադրիչներով, և տարբեր հաճախականության բաղադրիչների և տարբեր ռեժիմի բաղադրիչների փոխանցման արագությունները տարբեր են, ինչը հանգեցնում է ազդանշանի աղավաղման:
Օպտիկամանրաթելային դիսպերսիան բաժանվում է նյութի ցրման, ալիքատար դիսպերսիայի և մոդալ դիսպերսիայի: Դիսպերսիայի առաջին երկու տեսակներն առաջանում են ազդանշանի մեկ հաճախականության բացակայության պատճառով, իսկ վերջին տեսակի ցրումը պայմանավորված է ազդանշանի մեկ ռեժիմ չլինելու պատճառով: Ազդանշանը մեկ ռեժիմ չէ, որը կհանգեցնի ռեժիմի ցրման:
Միաձույլ մանրաթելն ունի միայն մեկ հիմնարար ռեժիմ, հետևաբար կա միայն նյութի դիսպերսիա և ալիքատարի դիսպերսիա, և չկա մոդալ ցրում: Մուլտիմոդի մանրաթելն ունի միջռեժիմի ցրվածություն: Օպտիկական մանրաթելերի ցրվածությունը ոչ միայն ազդում է օպտիկական մանրաթելի փոխանցման հզորության վրա, այլև սահմանափակում է օպտիկամանրաթելային կապի համակարգի ռելեային հեռավորությունը:
Մեկ ռեժիմի մանրաթել
Միաձույլ մանրաթել (Single Mode Fiber), լույսը մտնում է մանրաթել որոշակի անկման անկյան տակ, և լրիվ արտանետում է տեղի ունենում մանրաթելի և ծածկույթի միջև: Երբ տրամագիծը կրճատվում է, լույսի միայն մեկ ուղղություն է թույլատրվում անցնել, այսինքն, միաձև մանրաթել; Ռեժիմային մանրաթելի կենտրոնական ապակե միջուկը շատ բարակ է, միջուկի տրամագիծը, ընդհանուր առմամբ, 8,5 կամ 9,5 մկմ է, և այն աշխատում է 1310 և 1550 նմ ալիքի երկարություններում։
Multimode մանրաթել
Բազմաֆունկցիոնալ մանրաթել (Multi Mode Fiber) մանրաթել է, որը թույլ է տալիս մի քանի ուղղորդվող ռեժիմի փոխանցում: Բազմամոդալ մանրաթելի միջուկի տրամագիծը սովորաբար 50 մկմ/62,5 մկմ է: Քանի որ բազմամոդալ մանրաթելի միջուկի տրամագիծը համեմատաբար մեծ է, այն կարող է թույլ տալ լույսի տարբեր եղանակներ փոխանցել մեկ մանրաթելի վրա: Մուլտիմոդի ստանդարտ ալիքի երկարությունները համապատասխանաբար 850 նմ և 1300 նմ են: Գոյություն ունի նաև բազմամոդալ մանրաթելերի նոր ստանդարտ, որը կոչվում է WBMMF (Wideband Multimode Fiber), որն օգտագործում է 850 նմ-ից մինչև 953 նմ ալիքի երկարություն:
Ե՛վ միաձույլ, և՛ բազմաբնույթ մանրաթելն ունեն երեսպատման տրամագիծը 125 մկմ:
Միաձույլ մանրաթելի՞, թե՞ բազմաֆունկցիոնալ մանրաթել:
Փոխանցման հեռավորությունը
Միաժամանակյա մանրաթելի փոքր տրամագիծը դարձնում է արտացոլումը ավելի ամուր, ինչը թույլ է տալիս լույսի միայն մեկ ռեժիմ շարժվել, այնպես որ օպտիկական ազդանշանը կարող է ավելի հեռուն անցնել: Երբ լույսն անցնում է միջուկով, լույսի արտացոլումների քանակը նվազում է՝ նվազեցնելով թուլացումը և առաջացնելով ազդանշանի հետագա տարածում: Քանի որ այն չունի միջռեժիմի ցրում կամ փոքր միջռեժիմային ցրում, մեկ ռեժիմով մանրաթելը կարող է փոխանցել 40 կիլոմետր կամ ավելի՝ առանց ազդանշանի վրա ազդելու: Հետևաբար, մեկ ռեժիմով մանրաթելն ընդհանուր առմամբ օգտագործվում է հեռավոր տվյալների փոխանցման համար և լայնորեն օգտագործվում է հեռահաղորդակցության ընկերություններում և կաբելային հեռուստատեսության մատակարարներում և համալսարաններում և այլն:
Multimode մանրաթելն ունի ավելի մեծ տրամագծով միջուկ և կարող է լույս փոխանցել բազմաթիվ ռեժիմներով: Բազմաֆունկցիոնալ հաղորդման ժամանակ միջուկի ավելի մեծ չափի շնորհիվ միջռեժիմի ցրումը ավելի մեծ է, այսինքն՝ օպտիկական ազդանշանն ավելի արագ է «տարածվում»։ Ազդանշանի որակը կնվազի միջքաղաքային հաղորդման ժամանակ, ուստի բազմաֆունկցիոնալ մանրաթելը սովորաբար օգտագործվում է կարճ հեռավորության վրա, աուդիո/վիդեո հավելվածների և տեղական ցանցերի (LAN) համար, իսկ OM3/OM4/OM5 բազմաֆունկցիոնալ մանրաթելը կարող է ապահովել բարձր - տվյալների փոխանցման արագություն:
Լայնություն, հզորություն
Թողունակությունը սահմանվում է որպես տեղեկատվություն փոխանցելու ունակություն: Հիմնական գործոնը, որն ազդում է օպտիկամանրաթելային փոխանցման գոտու լայնության վրա, տարբեր դիսպերսիաներն են, որոնցից ամենակարևորը մոդալ դիսպերսիան է: Մեկ ռեժիմով մանրաթելի ցրվածությունը փոքր է, ուստի այն կարող է լույս փոխանցել լայն հաճախականության գոտում երկար հեռավորության վրա: Քանի որ բազմաֆունկցիոնալ օպտիկամանրաթելը կառաջացնի միջամտություն, միջամտություն և այլ բարդ խնդիրներ, թողունակությամբ և թողունակությամբ այն այնքան լավ չէ, որքան մեկ ռեժիմով մանրաթելը: Վերջին սերնդի բազմաֆունկցիոնալ օպտիկամանրաթելային թողունակության OM5-ը սահմանվել է 28000 ՄՀց/կմ, մինչդեռ մեկ ռեժիմի օպտիկամանրաթելային թողունակությունը շատ ավելի մեծ է: