Pagrindinė optinio pluošto struktūra

Plikas šviesolaidžio pluoštas paprastai skirstomas į tris sluoksnius: šerdį, apvalkalą ir dangą.

Pluošto šerdis ir apvalkalas sudaryti iš stiklo su skirtingais lūžio rodikliais, centre yra didelio lūžio rodiklio stiklo šerdis (germaniu legiruotas silicio dioksidas), o viduryje yra mažo lūžio rodiklio silicio dioksido stiklo danga (grynas silicio dioksidas). Šviesa patenka į pluoštą tam tikru kritimo kampu, o bendra emisija atsiranda tarp pluošto ir apvalkalo (nes apvalkalo lūžio rodiklis yra šiek tiek mažesnis nei šerdies), todėl ji gali plisti pluošte.

Pagrindinė dangos funkcija yra apsaugoti šviesolaidį nuo išorinių pažeidimų, tuo pačiu didinant optinio pluošto lankstumą. Kaip minėta anksčiau, šerdis ir apvalkalas yra pagaminti iš stiklo ir negali būti sulenkti ir trapūs. Dangos sluoksnio naudojimas apsaugo ir prailgina pluošto tarnavimo laiką.

Prie nepliko pluošto pridedamas išorinio apvalkalo sluoksnis. Be apsaugos, skirtingų spalvų išorinis apvalkalas taip pat gali būti naudojamas atskirti įvairius optinius pluoštus.

Pagal perdavimo režimą optinis pluoštas skirstomas į vienmodį skaidulą (vienmodį pluoštą) ir daugiamodį pluoštą (daugiamodį pluoštą). Šviesa patenka į pluoštą tam tikru kritimo kampu, o visa spinduliuotė vyksta tarp pluošto ir apvalkalo. Kai skersmuo mažas, pro ją leidžiama praeiti tik vienos krypties šviesa, tai yra vienmodis pluoštas; kai pluošto skersmuo didelis, galima leisti šviesą. Įpurškimas ir sklidimas keliais kritimo kampais, šį kartą jis vadinamas daugiamodiu pluoštu.

Optinės skaidulos perdavimo charakteristikos

Optinis pluoštas turi dvi pagrindines perdavimo charakteristikas: nuostolius ir dispersiją. Šviesolaidžio praradimas reiškia slopinimą optinio pluošto ilgio vienetui, dB/km. Šviesolaidžio praradimo lygis tiesiogiai veikia šviesolaidžio ryšio sistemos perdavimo atstumą arba atstumą tarp perdavimo stočių. Skaidulų dispersija reiškia tai, kad pluošto perduodamas signalas yra perduodamas skirtingų dažnių komponentų ir skirtingų režimų komponentų, o skirtingų dažnio komponentų ir skirtingų režimų komponentų perdavimo greičiai yra skirtingi, o tai lemia signalo iškraipymą.

Pluošto dispersija skirstoma į medžiagų dispersiją, bangolaidžio dispersiją ir modalinę dispersiją. Pirmąsias dvi dispersijos rūšis sukelia tai, kad signalas nėra vieno dažnio, o pastarojo tipo dispersiją sukelia signalas, kuris nėra vieno režimo. Signalas nėra vieno režimo sukels režimo išsklaidymą.

Vienmodis pluoštas turi tik vieną pagrindinį režimą, todėl yra tik medžiagos sklaida ir bangolaidžio dispersija, o modalinės dispersijos nėra. Daugiamodis pluoštas turi tarpmodų dispersiją. Šviesolaidžio dispersija ne tik veikia šviesolaidžio perdavimo pajėgumą, bet ir riboja šviesolaidžio ryšio sistemos relės atstumą.

Vienmodžio pluošto

Vienmodis pluoštas (Single Mode Fiber), šviesa patenka į pluoštą tam tikru kritimo kampu, o visa spinduliuotė vyksta tarp pluošto ir apvalkalo. Sutrumpėjus skersmeniui, pro šalį leidžiama prasiskverbti tik vienos krypties šviesa, tai yra vienmodis pluoštas; Centrinė režimo pluošto stiklo šerdis yra labai plona, ​​šerdies skersmuo paprastai yra 8,5 arba 9,5 μm ir veikia esant 1310 ir 1550 nm bangų ilgiams.

Daugiamodis pluoštas

Daugiamodis pluoštas (Kelių režimų pluoštas) yra pluoštas, leidžiantis perduoti kelis valdomus režimus. Daugiamodio pluošto šerdies skersmuo paprastai yra 50 μm / 62,5 μm. Kadangi daugiamodio pluošto šerdies skersmuo yra palyginti didelis, jis gali leisti vienu pluoštu perduoti skirtingus šviesos režimus. Standartiniai daugiamodio bangos ilgiai yra atitinkamai 850 nm ir 1300 nm. Taip pat yra naujas daugiamodio pluošto standartas, vadinamas WBMMF (Wideband Multimode Fiber), kuriame naudojami bangos ilgiai nuo 850 nm iki 953 nm.

Tiek vienmodio, tiek daugiamodio pluošto apvalkalo skersmuo yra 125 μm.

Vienmodis ar daugiamodis šviesolaidis?

Perdavimo atstumas

Dėl mažesnio vienmodio pluošto skersmens atspindys yra stipresnis, todėl šviesa gali sklisti tik vienu režimu, todėl optinis signalas gali nukeliauti toliau. Kai šviesa praeina per šerdį, šviesos atspindžių kiekis mažėja, todėl sumažėja slopinimas ir toliau sklinda signalas. Kadangi vienmodis skaidulos nėra tarpmodių arba mažos tarpmodių dispersijos, gali perduoti 40 kilometrų ar daugiau, nepaveikdamos signalo. Todėl vienmodis šviesolaidis dažniausiai naudojamas dideliems atstumams perduoti ir plačiai naudojamas telekomunikacijų įmonėse ir kabelinės televizijos tiekėjų, universitetų ir kt.

Daugiamodis pluoštas turi didesnio skersmens šerdį ir gali perduoti šviesą keliais režimais. Perduodant įvairiais režimais, dėl didesnio šerdies dydžio tarpmodų dispersija yra didesnė, tai yra, optinis signalas „plinta“ greičiau. Signalo kokybė pablogės perduodant didelius atstumus, todėl kelių režimų šviesolaidis paprastai naudojamas trumpo nuotolio, garso / vaizdo programoms ir vietiniams tinklams (LAN), o OM3 / OM4 / OM5 kelių režimų skaidulos gali palaikyti aukštą - duomenų perdavimo greitis.

Pralaidumas, talpa

Pralaidumas apibrėžiamas kaip galimybė perduoti informaciją. Pagrindinis veiksnys, turintis įtakos šviesolaidžio perdavimo juostos pločiui, yra įvairios dispersijos, iš kurių svarbiausia yra modalinė dispersija. Vienmodio pluošto dispersija yra maža, todėl ji gali perduoti šviesą plačioje dažnių juostoje dideliu atstumu. Kadangi daugiamodis pluoštas sukels trikdžius, trukdžius ir kitas sudėtingas problemas, jos pralaidumas ir talpa nėra tokia gera kaip vienmodė šviesolaidinė skaidula. Naujausios kartos kelių režimų šviesolaidžio pralaidumas OM5 yra 28000MHz/km, o vieno režimo šviesolaidžio pralaidumas yra daug didesnis.